Choisir le bon type de polissage pour les connecteurs optiques est crucial dans la planification de réseau et ne devrait pas être fait au hasard.
Tout d'abord, examinons de plus près la structure de la fibre optique:
Structure interne d'une fibre optique
La fibre est constituée d'un type spécial de verre de quartz. Sa principale partie est le cœur, recouvert d'une gaine et d'une couche protectrice. Le fonctionnement de la fibre optique repose sur l'utilisation de deux matériaux conducteurs de lumière avec des indices de réfraction différents. L'indice de réfraction dans le cœur est légèrement plus élevé que dans la gaine.
Les fibres optiques peuvent être connectées de deux manières : soit en utilisant un connecteur mécanique, soit en utilisant un soudeur de fusion. Le fonctionnement de presque tous les connecteurs à fibre optique actuellement utilisés repose sur le même principe, qui consiste à fixer la fibre dans une ferrule cylindrique percée avec précision. La connexion est effectuée en centrant les ferrules des deux connecteurs dans la douille de la prise optique à fibre. Il existe différentes solutions de montage, notamment les types à filetage, à baïonnette et à encliquetage. Pour assurer la répétabilité des paramètres et la fiabilité des connexions, une centrage parfait des cœurs de fibre dans les ferrules est requis. Cela place des exigences strictes sur les tolérances de dimensions dans la production de ferrules.
Structure d'un connecteur à fibre optique
Pourquoi le polissage est-il important ?
Les types de connecteurs à fibre optique les plus couramment utilisés, tels que LC, SC, ST, FC, E2000, sont disponibles en deux types de polissage des extrémités de la ferrule : UPC (Ultra Physical Contact) et APC (Angled Physical Contact). Le type de polissage est indiqué par le code couleur du connecteur : bleu pour PC-UPC, noir pour FC/PC-UPC, vert pour APC.
La géométrie des joints de connecteur vise à assurer un contact physique adéquat entre deux fibres placées dans une ferrule. La surface sphérique des fibres est polie avec précision de sorte que les surfaces de contact se rencontrent au centre de la douille axiale. L'élimination de l'espace d'air est obtenue par une légère pression exercée sur les fibres jointes (les fibres se courbent jusqu'à ce qu'elles entrent en contact avec la douille). Le contact physique entre les fibres doit être durable et maintenu dans le temps, indépendamment des changements de température, de pression ou de vibration. La pression appropriée des fibres est assurée par le ressort du connecteur, garantissant un contact physique quelles que soient les variations environnementales.
Les normes internationales spécifient trois paramètres physiques clés qui permettent de déterminer la qualité des surfaces polies : le rayon de courbure (rayon de la sphère formée sur la douille axiale polie), la hauteur de fibre (distance de saillie ou coupe de la fibre après le polissage par rapport à la douille axiale) et le déplacement du pic le plus élevé (polissage et déplacement du pic, excentricité du sommet et polissage).
La ferrule à fibre optique est polie de manière appropriée pour améliorer les performances des connexions à fibre optique réalisées à l'aide de connecteurs optiques.
Pour minimiser les pertes, les connecteurs à fibre optique entrent généralement en contact avec des surfaces d'extrémité correctement polies, utilisées dans la technique de raccordement optique UPC ou à un léger angle dans la technique de raccordement à angle APC pour éliminer les réflexions. Cependant, les connecteurs UPC ne sont pas parfaitement plats et ont une légère courbure - pour un meilleur alignement du cœur.
Photo de connecteurs SC/APC et SC/PC
Comment la différence de polissage affecte-t-elle les performances ?
Dans les connecteurs UPC, la lumière est réfléchie directement vers la source lumineuse, tandis que l'extrémité du connecteur incliné de 8 degrés dans les connecteurs APC réfléchit la lumière vers la gaine. Cela entraîne quelques différences dans le retour de perte, qui est une mesure de la lumière réfléchie exprimée en décibels négatifs (plus la valeur est élevée, mieux c'est). Les normes recommandent que la perte de retour du connecteur UPC soit de -50 dB ou plus (correspondant à un coefficient de réflexion nominal de 0,001 %) et que la perte de retour du connecteur APC soit de -60 dB ou plus (correspondant à un coefficient de réflexion nominal de 0,0001 %).
Différence entre le polissage UPC et APC
Différence entre les connecteurs décrits :
- Dans un connecteur APC, la lumière n'est pas réfléchie vers la source, mais est absorbée par le revêtement de la fibre ;
- Dans un connecteur UPC (et PC), la lumière est réfléchie vers la source.
La perte de retour diffère de la perte d'insertion, qui fait référence à la quantité d'énergie optique perdue par le connecteur ou la longueur du câble. La perte d'insertion est utilisée pour déterminer les budgets de perte. Il est généralement plus facile d'obtenir une faible perte d'insertion avec les connecteurs UPC en raison des espaces d'air plus petits que dans les connecteurs APC. Les techniques de production se sont considérablement améliorées pour obtenir des angles plus précis sur les connecteurs APC et approcher des pertes d'insertion similaires à celles des connecteurs UPC.
Application
C'est le besoin spécifique qui devrait influencer si nous choisissons le polissage UPC ou APC.
APC : Dans les systèmes de télécommunication à fibre optique avec des débits supérieurs à 600 Mb/s, l'utilisation de connecteurs avec un polissage APC est recommandée. Les systèmes plus sensibles aux pertes de retour nécessitent également l'utilisation de connecteurs APC. Par exemple, les systèmes fonctionnant dans des gammes de longueurs d'onde optiques supérieures à 1500 nm, utilisées pour les signaux vidéo RF, dans lesquels la lumière réfléchie peut affecter négativement le signal. C'est pourquoi les connecteurs APC sont choisis dans les applications FTTX. Les connecteurs APC sont également couramment utilisés dans les réseaux PON passifs, car beaucoup d'entre eux utilisent des signaux RF pour la diffusion de la télévision.
UPC : Dans les applications où le coût et la simplicité sont plus importants que les performances optiques, les connecteurs UPC sont utilisés.
Les connecteurs APC et UPC peuvent-ils être interconnectés ?
Il convient de rappeler que les connecteurs APC et UPC ne peuvent pas et ne doivent pas être connectés entre eux !
Non seulement en raison de performances inférieures dues au désalignement des cœurs de fibre, mais aussi en raison du danger d'endommager les deux connecteurs (les pertes peuvent atteindre jusqu'à 10 dB). Lors du choix du type de connecteur, il convient de noter que les connecteurs à plus hautes performances offrent des économies de précieux décibels. Ainsi, pour les applications nécessitant une signalisation précise à fibre optique, l'APC devrait être le premier choix, tandis que les systèmes moins sensibles fonctionneront aussi bien avec l'UPC.
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