Fibre optique

Les principaux liens du réseau OT (liens backbones) sont souvent réalisés par fibre optique. Cela permet de couvrir des longues distances inter-bâtiments tout en autorisant des débits très élevés.

Les liaisons vers les antennes 5G déportées sont également réalisées par fibre optique afin de couvrir toute la distance jusqu’à l’antenne 5G généralement déportée.

ST / BFOC

Le connecteur ST/BFOC (Straight Tip / Bayonet Fiber Optic Connector) rappelle les fiches BNC, le verrouillage s'effectue par ¼ de tour, il répond à la norme IEC 60874-10.

Ces connecteurs sont plutôt anciens. On les retrouve encore sur les anciens réseaux PROFIBUS.

Adaptateurs :

Des adaptateurs permettent de passer d’un type de connecteur à un autre.

Baies de brassage :

Les baies de brassage 19’’ est généralement utilisée pour centraliser les éléments actifs du réseau industriel (switches, routeurs, firewalls, serveurs). Le câble optique arrive dans la baie, puis entre généralement dans un tiroir optique.

Le tiroir optique permet de connectoriser chaque fibre, afin d’assurer la distribution vers le matériel actif.

Une cassette plastique est généralement intégrée dans le tiroir optique. C’est ici qu’on réalise les épissures pour le raccordement de fibres préconnectorisées aux fibres du câble optique. Il est aussi possible de connectoriser directement les fibres arrivant du câble.

Il existe des boitiers optiques qu’on peut fixer dans une armoire électrique, sur un pan de l’armoire, ou sur un rail DIN. Ils assurent la fonction de connectoriser les fibres d’un câble optique.

Des labels doivent permettre d’identifier à coup sûr les connecteurs terminant chaque fibre, en façade des différents tiroirs optiques.

Jarretières :

Les jarretières optiques sont généralement utilisées pour connecter les équipements actifs (switch, routeurs, firewall, …) au tiroir optique.

Il s’agit de lien souple pour faciliter la connexion au transceiver de l’équipement.

Critères de sélection :

• Type de fibre
• Longueur
• Connectiques

Le choix de la jarretière doit être cohérent avec le type de fibre du lien permanent.

Les jarretières sont préconnectorisées et certifiées.

La couleur de la gaine est normalisée :

• Jaune : fibre monomode 9/125µm OS1 ou OS2
• Orange : fibre multimode 62,5/125µm OM1 ou OM2
• Turquoise : fibre multimode 50/125µm OM3 (parfois OM4 pour certains fabricants américains)
• Magenta : fibre multimode 50/125µm OM4

Il existe aussi d’autres couleurs de fibres, non standardisées.

Le type de fibre est indiqué sur la gaine du câble.

Il est nécessaire de prévoir un marquage adapté sur les jarretières et les liens permanents, afin de bien repérer les tenants et aboutissants.

Conception :

Le choix du transceiver se fait en fonction du besoin de débit sur une longueur donnée.

Choix des câbles selon longueur / débit / environnement :

Afin de choisir convenablement ses câbles optiques, il est nécessaire de prendre en compte la longueur, le débit, ainsi que l’environnement et ses contraintes associées.

MM et SM correspondent respectivement aux types de fibre Multimode et Monomode.

Il est important de sélectionner des câbles adaptés à l’environnement :

• Cable standard, pour pose fixe en chemin de câble.
• Câble fibre armé acier : Il conserve toutes les caractéristiques d'un câble de fibres standard, mais il est beaucoup plus résistant. Le câble blindé de fibres peut résister au piétinement d'un adulte et il est anti-rongeurs.
• Câble fibre insensible aux courbures : Ce câble de raccordement de fibre est très résistant aux dommages et pertes liés à la flexion et plis. Il a un faible rayon de pliage du câble et évite des pertes de courbure supplémentaires. Il est conçu pour prendre en charge le câblage haute densité qui doit être enroulé et prendre des angles serrés.

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Conseils pour le déploiement de l’installation optique:

Pour un déploiement optimal, il est nécessaire d’effectuer un tirage soigneux des câbles optiques, et de protéger les connecteurs.

• Déployer le câble avec soin. Ne pas le plier, tordre, pincer, étirer.
• Utiliser les outils adaptés pour connectoriser: Des kits de terminaison fibre optique ou coffret de connectorisations existent pour faciliter le montage sur site.
• Nettoyer soigneusement l’extrémité de la fibre, au niveau du connecteur. La moindre salissure peut limiter le passage de la lumière et engendrer des pertes de transmissions. Il existe des lingettes, sprays, pinceaux de nettoyage dédiés. Un microscope numérique permet d’inspecter l’état de la face de la fibre.

• Repérer chaque fibre avec un nommage explicite afin de permettre une maintenance aisée.

• Les connecteurs des fibres optiques sont sensibles à la salissure. Fixez les capuchons anti-poussière fournis pour protéger les connecteurs inutilisés.

• Nettoyer l’extrémité du connecteur avant de le connecter à un équipement terminal.

Les fibres optiques sont insensibles aux perturbations CEM. Il n’y a donc aucun problème à faire cohabiter fibres optiques et câbles en cuivre dans les mêmes chemins de câble et goulottes.

Test de l’installation :

Certifications :

De la même manière qu’il existe une norme pour le réseau et les éléments d’infrastructure, il existe des standards pour l’installation. Pour être certifiée, il faut qu’une installation réponde à des règles de base concernant la qualité des équipements retenus par rapport à la catégorie visée.

L’installation doit respecter les règles relatives au standard exigé par l’utilisateur final (IEC11801-1, IEC 11801-3, …).

Le signal transmis dans une fibre optique est atténué par les connecteurs, les épissures et les fibre optique elle-même. C’est ce qu’on appelle « l’atténuation du signal ».

Contrairement aux câblages en cuivre où un seul niveau de certification est défini par des normes, la certification du câblage fibre optique comprend deux niveaux.

La certification de Niveau 1 (Tier 1) mesure l’atténuation du lien: c’est une photométrie. Cette mesure ne permet pas de diagnostiquer les raisons d’un affaiblissement excessif.

La certification de Niveau 2 (Tier 2) consiste en une réflectométrie (OTDR : Optical Time Domain Reflectometry). Ce test permet de localiser en distance, et quantifier en dB, les pertes de chaque évènement rencontrés sur le câblage, tels les connecteurs, soudures, contraintes et tronçons de fibre, à l’aide d’une représentation cartographique.

Les 2 sens de propagation de la lumière peuvent avoir des caractéristiques différentes à cause de la qualité de l’alignement et du polissage. De plus, les différentes longueurs d’onde réagissent différemment aux courbures. Donc chaque fibre doit être testée dans les deux sens, avec différentes longueur d’ondes, afin de garantir la fiabilité et la conformité de la certification.

Il est possible de certifier le lien permanent seul ou le lien permanent + les jarretières afin d’obtenir une vision globale des atténuations des signaux optiques.

Un rapport par fibre est réalisé et délivré lors de la certification.

Les tests OK et NOK sont indiqués en fonction du type de fibre sélectionné.

Les longueurs ainsi que les atténuations relevées lors de la certification sont indiquées dans le rapport.

Synthèse de cause d’échecs récurrents aux tests de certifications :

• Connecteur mal polis, sales, mal enfichés
• Épissures mal réalisées
• Câble détérioré à la pose ou en exploitation
• Lien de longueur excessive
• Jarretière cassée, pincée ou pliée
• Mélange de différents types de fibres (OM1 et OM4 par ex.)
• Mauvaise sélection du test sur l’outil de certification

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Contrôles et Mesures :

• Deux voyants sont généralement associés à un port ETHERNET et permettent de déterminer son état :
  • Voyant LINK : un signal optique est reçu en provenance du partenaire.
  • Voyant Activity : des trames sont échangées.

• Depuis la page web de l’équipement, ou depuis le protocole SNMP, il est possible de visualiser plusieurs paramètres :
  • Les « Link up/down » ce qui permet de savoir si les signaux du partenaire sont bien reçus.
  • Les stats d’erreurs CRC afin de s’assurer de l’intégrité des transmissions de données circulant dans la fibre.
  • Le niveau de puissance optique reçu du partenaire. Cette info sont généralement accessibles via le serveur web de l’équipement, ou en SNMP. Tous les transceivers ne fourbissent pas cette information, pourtant essentielle pour un diagnostic efficace de la liaison.

• Effectuer un test de continuité de la fibre avec un VFL (Visual Fault Locator) afin de détecter les pertes d’énergie (cassure, non-respect du rayon de courbure, etc). Le laser doit être visible en extrémité de la fibre optique pour indiquer une bonne continuité.

• Effectuer un contrôle par photométrie afin de mesurer la qualité de l’ensemble du lien (jarretières + lien permanent)

• Si le résultat de la photométrie est mauvais, effectuer un contrôle par réflectométrie (OTDR) afin de mesurer les longueurs de fibres et localiser les sources d’atténuations, voire les ruptures.

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Actions correctives :

Lors d’un dépannage d’un réseau fibre optique, les actions correctives les plus récurrentes sont listées ci-dessous :

• Nettoyage des connecteurs
• Remplacement des jarretières défaillantes (rupture, torsion, traction, vieillissement)
• Réaliser une épissure en cas de rupture de la fibre optique
• Effectuer la réfection des connecteurs des liens permanents