FR2597986A1 - Dispositif a coupleur optique, pour calibrer ou etalonner un reflectometre, systeme d'echometrie et procedes de caracterisation d'un coupleur et de mesure d'attenuations utilisant ce dispositif - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF A COUPLEUR OPTIQUE, POUR CALIBRER OU ETALONNER UN REFLECTOMETRE, SYSTEME D'ECHOMETRIE ET PROCEDES DE CARACTERISATION D'UN COUPLEUR ET DE MESURE D'ATTENUATIONS UTILISANT CE DISPOSITIF. LE DISPOSITIF COMPREND PAR EXEMPLE UN COUPLEUR 2 A 1 ENTREE ET 2SORTIES ET 2 FIBRES OPTIQUES F, F QUI SONT RELIEES AUX 2SORTIES ET ONT DES LONGUEURS TELLES QUE LA COURBE DE RETRODIFFUSION FOURNIE PAR LE REFLECTOMETRE RELIE A L'ENTREE COMPORTE 1 MARCHE CARACTERISTIQUE DU COUPLEUR, D'AMPLITUDE MESURABLE ET FORMANT UNE ATTENUATION-ETALON CALCULABLE. AVEC LE REFLECTOMETRE 4 ETALONNE, ON PEUT CARACTERISER EN ATTENUATION UN COUPLEUR DE CE GENRE MUNI DE FIBRES ADAPTEES COMME CI-DESSUS, EN MESURANT L'AMPLITUDE DE LA MARCHE RELATIVE AU COUPLEUR. L'ATTENUATION D'UN ELEMENT OPTIQUE 28 RACCORDE A LA FIBRE LA PLUS LONGUE DU COUPLEUR EST MESURABLE PAR COMPARAISON AVEC LA MARCHE RELATIVE AU COUPLEUR.

Description

DISPOSITIF A COUPLEUR OPTIQUEPOUR CALIBREBR OU ETALONNER UN

REFLECTOMETRE, SYSTEME D'ECHOMETRIE ET PROCEDES DE

CARACTERISATION D'UN COUPLEUR ET DE MESURE D'ATTENUATIONS

UTILISANT CE DISPOSITIF.

La présente invention concerne un dispositif à coupleur optique, utilisable pour calibrer ou étalonner un réflectomètre optique, ainsi qu'un système d'échométrie optique, un procédé de caractérisation d'un coupleur optique et un procédé de mesure d'atténuations optiques, qui utilisent ce dispositif. Elle trouve 10 notamment une application dans le domaine de la transmission

d'informations par fibres optiques et en particulier dans le domaine de l'installation ou de l'entretien de réseaux de vidéocommunication.

L'accroissement des transmissions d'informations sous 15 forme optique, par l'intermédiaire de liaisons à fibres optiques, a entralné le développement de différentes techniques de mesure

pour qualifier ces liaisons avant utilisation.

L'une des caractéristiques fondamentales des éléments passifs que comportent ces liaisons est l'atténuation optique 20 qu'ils provoquent. Il importe donc de mesurer en particulier l'atténuation optique de chacun des différents éléments passifs d'une liaison optique afin de vérifier que les atténuations dues à ces éléments ne dépassent pas des limites imposées, en vue

d'obtenir une transmission de bonne qualité.

Parmi les techniques connues pour déterminer des

atténuations optiques, les mesures par rétrodiffusion, effectuées à l'aide de réflectomètres optiques, se sont imposées tant dans les laboratoires de métrologie que sur les lieux o l'on trouve des liaisons optiques, soit pour la pose de ces liaisons, soit 30 pour leur entretien.

Parmi les performances d'un réflectomètre optique, la plus importante est la précision des mesures d'atténuation

optique qu'il permet d'effectuer.

En effet, il importe de mesure avec précision les atténuations dues aux différents éléments passifs (fibres

optiques, connecteurs, épissures...) d'une liaisons optique.

IL convient donc, avant d'effectuer des mesures d'atténuation avec un réflectomètre, de vérifier que ce réflectomètre fournit des indications correctes et, si ce n'est pas le cas, de le calibrer, c'est-à-dire de modifier son réglage

afin qu'iL fournisse de telLes indications.

On peut également avoir besoin d'étalonner un réfLectomère, c'est-à-dire de faire qu'il donne les résultats qu'on Lui impose en fonction d'atténuations optiques dont on 10

connait La valeur.

Or, Les techniques actuellement utilisées pour contrôLer Les réflectomètres font appel à des atténuateurs

optiques dont Les pertes d'insertion sont au moins égales à 3dB.

Ces techniques connues ne permettent donc pas de vérifier Les indications données par un réflectomètre en vue d'utiliser celui-ci pour contr8Ler des Liaisons optiques dont certains éléments doivent présenter des atténuations inférieures

& quelques dixièmes de décibel.

Ceci est notamment le cas des réseaux de vidéo: 2 communication dont les épissures doivent avoir des atténuations

inférieures à 0,3dB.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents en proposant un dispositif permettant notamment de calibrer ou d'étalonner un réflectomètre optique, quant aux mesures d'atténuation optique que celui-ci est destiné à effectuer, en vue de pouvoir mesurer avec ce réf lectomètre des atténuations optiques ne dépassant pas quelques dixièmes de décibel (et bien entendu également des atténuations de valeurs

qplus importantes).

De façon précise, la présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif optique caractérisé en ce qu'il comprend - au moins un coupleur optique qui est réalisé à partir de fibres optiques et qui comprend une entrée et au moins deux sorties, 1 5 Cstcnqe one epretn ocpsd et - au moins deux fibres optiques, en ce qu'une extrémité de chaque fibre optique que comprend le dispositif est reliée à au moins une sortie du coupleur, et en ce 5 que les longueurs des fibres optiques que comprend le dispositif ne sont pas toutes identiques et sont choisies de façon à pouvoir distinguer, sur une courbe de rétrodiffusion qu'un réflectomètre optique est capable de fournir lorsqu'il est relié à l'entrée du coupleur et qui comporte des marches, chaque marche 10 caractéristique du coupleur et mesurer l'amplitude de cette marche, cette amplitude étant par ailleurs calculabLe et

constituant ainsi un étalon d'atténuation pour le réflectomètre.

En comparant la valeur calculée de l'atténuation-étalon à la valeur mesurée par le réflectomètre, on peut voir si ce 15 réflectomètre fournit des indications correctes et le régler en

conséquence si ce n'est pas le cas.

Le dispositif objet de l'invention permet également de

régler le réflectomètre pour qu'it donne une valeur d'atténuation égale à la valeur de l'étalon lorsque ce réflectomètre est 20 connecté au dispositif.

La présente invention permet de contraler un

réflectomètre en vue de mesurer avec celui-ci des atténuations optiques ne dépassant pas quelques dixièmes de décibel pour peu que le coupleur du dispositif objet de l'invention soit 25 convenablement choisi.

Les coupleurs commercialement disponibles permettent

d'obtenir une grande gamme d'atténuations mais, si besoin est, il est possible de fabriquer (de façon connue, par soudage-étirage de fibres optiques par exemple) des coupleurs particuliers 30 correspondant à des atténuations de valeurs particulières.

Le dispositif objet de l'invention est un dispositif

simple, peu coûteux, peu encombrant, passif, ce qui lui confère une grande stabilité, et utilisable tant dans un laboratoire de métrologie que sur un chantier d'installation de liaisons 35 optiques.

:::: 0 f

: L:::

X C:::::::

: f : : ::::

20 25 30 35

Les fibres à partir desquelles est réalisé le coupleur et les fibres que comporte le dispositif peuvent itre de mime nature, c'est-à-dire avoir Le mime coefficient de réflexion et le mime coefficient d'atténuation Linéique, ce qui, comme on le verra par la suite, permet de simplifier les formules donnant les atténuations-étalons, ou itre de natures différentes.

Le dispositif objet de l'invention peut comporter une autre fibre optique dont une extrémité est reliée à l'entrée du coupleur, le réflectomètre étant alors relié à l'autre extrémité de cette fibre pour effectuer les mesures.

Les fibres que comporte le dispositif peuvent avoir des Longueurs différentes deux à deux ou certaines des fibres peuvent

avoir La môme Longueur.

Dans le cas o par exemple deux fibres ont la mime longueur, il leur correspond une marche unique dans la courbe de rétrodiffusion, alors que si les deux fibres n'avaient pas la mime longueur, cette courbe comporterait une marche

suptLémentaire, et l'amplitude de la marche unique obtenue est la somme des amplitudes des marches distinctes que comporterait la courbe de rétrodiffusion si les deux fibres n'avaient pas la mime longueur. L'utilisation de fibres optiques dont certaines ont la mme longueur peut ainsi permettre d'augmenter la gamme des valeurs d'atténuations-étalons dont on peut avoir besoin.

Dans cette intention, il est mime possible de réaliser un dispositif conforme à l'invention, comportant des fibres optiques dont l'une au moins a une extrémité qui est reliée à deux sorties du coupleur ou plus.

Le choix des fibres optiques que comprend le dispositif dépend en fait du pouvoir séparateur du réflectomètre: étant donné que la longueur de l'intervalle séparant deux pics adjacents d'une courbe de rétrodiffusion est sensiblement égal à la différence entre deux longueurs voisines de la suite croissante que forme les longueurs des fibres optiques que comprend le dispositif, il est souhaitable que la longueur de la fibre optique la plus courte que comprend le dispositif et chaque différence entre deux longueurs voisines de ladite suite soient au moins égates à environ deux fois La valeur du pouvoir séparateur du réfltectomètre. La longueur de la fibre optique la plus courte et chaque différence peuvent être par exemple égales à environ trois fois la valeur de ce pouvoir séparateur.

De préférence, afin d'avoir de bons résuttats avec te dispositif objet de L'invention, te type des fibres optiques que comprend Le dispositif et le type des fibres optiques à partir desquelles est réalisé le coupteur sont identiques au type 10 d'émission du réflectomètre.

Ceta signifie que les fibres optiques que comprend te dispositif et les fibres optiques à partir desqueltes est réatisé le coupLeur sont de préférence monomodes (respectivement multimodes) lorsque te réflectomètre est monomode (respectivement 15 multimode), c'est-à-dire destiné à la mesure d'installations comportant des fibres monomodes (respectivement multimodes).

Selon un mode de réalisation particulier du dispositif objet de L'invention, ce dispositif comprend un seul coupleur optique dont le nombre de sorties est égal au nombre de fibres 20 optiques que te dispositif comprend, chacune de ces fibres étant

reliée à une sortie déterminée.

Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif comprend n coupleurs optiques, n étant un nombre entier au moins égal à deux, les entrées de n-1 des coupleurs 25 sont respectivement reliées à n-1 sorties de coupleurs pris parmi les n coupleurs et Les fibres optiques que comporte le dispositif

sont reliées aux sorties restantes.

On peut ainsi obtenir les atténuations-étalons que l'on

souhaite, par une combinaison appropriée de coupteurs.

Selon un autre mode de réalisation particulier, les sorties d'au moins un coupleur sont respectivement pourvues

d'atténuateurs optiques variables.

Ceci permet d'obtenir des atténuations-étalons dont les

les valeurs peuvent être très grandes ou au contraire très 35 petites.

Selon un autre mode de réalisation particulier, L'entrée d'au moins un coupleur est pourvue d'un atténuateur

optique variable.

Un tel dispositif permet de connaître la variation de 5 ta précision d'un réflectométre, en fonction du niveau du signal de rétrodiffusion en un point de la courbe de rétrodiffusion, point en lequel existe une marche dont on veut déterminer l'amplitude. La présente invention a également pour objet un système 10 dréchométrie optique, caractérisé en ce qu'il comprend un réflectomètre optique et un dispositif de calibrage ou d'étalonnage de ce réflectomètre, quant aux mesures d'atténuation optique que celui-ci est destiné à effectuer, en ce que le dispositif est conforme au dispositif également objet de 15 L'invention et en ce que le réflectomètre est prévu pour être raccordé à l'entrée d'un coupleur que comporte ce dernier dispositif. La présente invention concerne également un procédé de caractérisation d'un coupleur optique qui est réalisé à partir de;20 fibres optiques et qui comprend une entrée et n sorties, n étant un nombre entier au moins égal à deux, caractérisé en ce qu'il comprend Les étapes successives suivantes: - raccord des n sorties respectivement à n fibres optiques de longueurs différentes deux à deux, établissement d'une liaison entre l'entrée du coupleur et un réfLectomètre optique étalonné, -formation, au moyen de ce réflectomètre, d'une courbe de rétrodiffusion relative au coupleur, les longueurs respectives des fibres étant choisies de façon que cette courbe comporte 30 n-1 marches caractéristiques du coupleur et une marche correspondant à la perte d'insertion du coupleur, et que les marches aient des amplitudes mesurables, - détermination des amplitudes respectives des marches, et détermination, à partir de ces amplitudes, des puissances lumineuses récupérables aux n sorties du coupleur, lorsqu'une Lumière de puissance donnée est injectée à l'entrée de ce coupleur. Enfin, La présente invention concerne également un procédé de mesure de L'atténuation optique due à un élément 5 optique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes: - on réalise une installation comprenant un réflectomètre optique et un dispositif comprenant: - un coupLeur optique qui est réaLisé à partir de fibres 10 optiques et qui comprend une entrée et deux sorties, et - deux fibres optiques respectivement reliées par une extrémité aux sorties du coupleur, l'une des deux fibres étant plus longue que l'autre et les longueurs de ces fibres étant choisies de façon à obtenir, lorsque Le réflectomètre est relié à L'entrée du coupleur, une courbe de rétrodiffusion comportant une marche qui représente une atténuation optique de référence, la valeur de cette atténuation étant calcutable, - on reLie l'élément à L'autre extrémité de la fibre la plus longue et le réfLectomètre à L'entrée du coupleu5 ce qui permet d'obtenir une courbe de rétrodiffusion comportant deux marches correspondant respectivement à L'atténuation de référence et à l'atténuation due à l'élément optique, et - l'on mesure l'atténuation optique due à cet éLément en

comparant cette attenuation à l'atténuation de référence.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture

de la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux

dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, - la figure 2 représente une courbe de rétrodiffusion obtenue avec le dispositif représenté sur la figure 1, - les figures 3 et 4 illustrent une méthode 35 d'étalonnage d'un coupleur optique faisant partie d'un dispositif

15 20 25 30 35

seton l'invention, en vue d'en connaStre les atténuationsétalons, - La figure 5 illustre une méthode de caractérisation d'un coupleur optique, utiLisant un dispositif selon La présente invention, - les figures 6 à 8 sont des vues schématiques d'autres modes de réalisation particuliers du dispositif objet de l'invention, - la figure 9 ilLustre schématiquement une installation permettant de mesurer l'atténuation d'un élément optique, et

- la figure 10 est une courbe de rétrodiffusion relative à cette installation.

Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend un coupleur 2 réalisé à partir de fibres optiques et comportant une branche d'entrée B et n branches de sortie B1, B2,..., B, ce coupleur o n

étant destiné à jouer le rôle d'un dérivateur.

Le dispositif comprend également n fibres optiques F1, F.., F de longueurs respectives L, t L, ces n i 2 n

Longueurs formant une suite croissante.

Les fibres F., j variant entre 1 et n, sont respectivement raccordées, par une extrémité, aux branches de sortie B au moyen de connecteurs optiques, d'épissures, ou de soudures.

Le dispositif représenté sur la figure I comprend également, bien que ce ne soit pas nécessaire dans la présente invention, une fibre optique F de longueur l, dont une extrémité est raccordée, par exemple par une soudure, à l'entrée B et-dont l'autre extrémité est destinée à être raccordée à un O

réflectomètre optique 4 que l'on veut contrôler avec le dispositif de l'invention, en vue de voir si les indications d'atténuation données par le réflectométre sont correctes.

Les fibres FO, F1, F2,..., F ainsi que les fibres à partir desquelles est réalisé le coupleur 2 sont monomodes partir desquelles est réalisé le coupleur 2 sont monomodes (respectivement multimodes) lorsque le réflectomètre 4 est

monomode (respectivement multimode).

De plus, les longueurs des fibres F1, F2,..., F sont n choisies de façon que la longueur l, plus courte longueur de la 5 suite l, l2,..., l, ainsi que chaque différence l -1L., i n i+1 1 variant entre 1 et n-l, soient supérieures à environ trois fois le pouvoir séparateur Ps du réflectomètre à contrôler. Les longueurs l1, L2, l3,..., l peuvent ainsi être respectivement n

prises égalesà 3Ps, 6Ps, 9Ps,..., (3n)Ps.

La présente invention est fondée sur la création d'atténuations optique de manière fictive, en utilisant te

principe mme des mesures de réflectométrie.

Ainsi fait-on fonctionner le réflectomètre 4 de manière à injecter une impulsion lumineuse dans la fibre FO, impulsion qui se propage ensuite dans le dispositif selon L'invention, chaque point du dispositif fournissant un signal rétrodiffusé. Le réflectomètre détecte la somme des signaux rétrodiffusés en

provenance de ces points.

Le réflectomètre est capable de fournir une courbe de 20 rétrodiffusion du genre de celle que montre la figure 2, cette courbe représentant les variations du niveau relatif NR (en décibels) de l'intensité du signal détecté par le réflectomètre, en fonction de la distance D (exprimée par exemple en mètres) à

ce réflectomètre.

Pour simplifier, les pics dus aux réflexions de la lumière aux extrémités libres des fibres F, F, ..., F n'ont I 2 n

pas été représentés.

La courbe de rétrodiffusion comprend outre une marche d'amplitude A qui est due à la perte d'insertion du dérivateur 30 2, ainsi que n-1 marches d'amplitudes respectives A 1, A2, An 1 qui sont respectivement situées aux distances L0+L, L0+L2,..., l +l et dont les amplitudes constituent des atténuations0 n-i étalons. IL est à noter que la marche d'amplitude A serait observée mme si la fibre F était absente, e réfLectomètre observée même si la fibre F était absente, Le réf lectomètre étant aLors directement raccordé à la branche B O On va maintenant déterminer La valeur de chacune des ampLitudes A0, A1, A2,..., Anl' On désigne par P La puissance de l'impulsion Lumineuse o b5 à L'entrée B, par P., j variant entre I et n, la puissance de o j L'impulsion à La sortie B. et par P.., i variant entre I et n-1, La puissance de La mime impulsion, dans la fibre F et à La distance l.t

De pLus, Le rapport P./P est noté x.

J o j L'ampLitude A est donnée par la formule suivante A = 10 lg(S /P) o o o formuLe dans Laquelle Lg représente un Logarithme décimal et S o est teL que: S = P + P + "" + P o I 2 n On obtient donc: A = 10 Lg(x 1+x + +.. .+x) (1) o I 2 n On peut également écrire: A= (1/2) x 10 Lg(S li/S 21) (la) formuLe dans LaqueLLe Le coefficient 1/2 correspond au fait que L'atténuation détectée entre deux points par le réfLectomètre, correspond à un aLler et retour de la lumière, et dans LaqueLLe on a: S +p +.p h ii+ 1 i,i+2 i,n S +P +.P. +p 2i i,i i,i+l i, n En supposant Les fibres de mime nature, on obtient A = (1/2) x 10 lg(T /T) i li 2i formule dans LaquelLe on a T = P +p +...+p li i+1 i+2 n T =P +P + ++p 2i i i+1 n et qui peut donc s'écrire: A = 5 lg ((x +1 + x +...+ x)ICx + x +...+ x)) (2) On notera que A est nul dans le cas d'un dérivateur o parfait, pour lequel on a P = P + P + p + p o 1 2 n

c'est-à-dire: x + x +... + x = 1.

I 2 n Dans Le cas d'un dérivateur dit "uniforme" ou "équilibré", pour lequel la dispersion des atténuations entre voies est nulle, les nombres x,..., x sont égaux et la formule In (2) devient: A = 5 lg((n-i)/(n-i+1)) (3) i Sur les figures 3 et 4, on a représenté des étapes d'une méthode permettant d'étalonner le dispositif représenté sur la figure 1, c'est-àdire de déterminer les coefficients x. de ce J

dispositif, j variant entre 1 et n.

Selon cette méthode, on injecte d'abord une lumière de

puissance pO dans la fibre optique F0 au moyen d'une source lumineuse 6 appropriée comportant par exemple une diode laser et l'on mesure successivement, au moyen du photodétecteur approprié 8, les puissances lumineuses pOj' j variant entre I et n, 15 respectivement issues des fibres F1, F2,..., F (figure 3).

n On injecte ensuite successivement, au moyen de la source 6, la lumière de puissance pO dans les extrémités libres des fibres F1, F,..., F en mesurant à chaque fois, au moyen du n

photodétecteur 8, la puissance lumineuse p'O issue de l'extrémité 20 libre de la fibre F (figure 4).

On peut alors calculer les quantités y J suivantes, j variant entre 1 et n: y. = (1/2) x (0llg(p /p) + 10lg(p. /p)) (4) o J en considérant que l'atténuation relative à la granche de rang j 25 du coupleur est la moyenne des atténuations relatives à cette branche, pour les sens "concentrateur" et "dérivateur" du coupleur. On peut alors calculer les coefficients x en désignant J par a l'atténuation linéique des fibres F et F supposées de mime nature, j variant entre 1 et n, par la formule suivante 10lgx = y. - a(l +l) (5) Connaissant les valeurs x, j variant entre 1 et n, on peut alors calculer les valeurs A et A, i variant entre 1 et nO i

1, grâce aux formules (1) et (2).

Lorsque F1, F2,..., F ne sont pas de même nature, AO, n 5.

15 20

30

A '.', An_1 sont encore calculables. IL faudrait alors tenir compte des atténuations linéiques respectives des fibres dans Les formules (la) et (5).

Sur La figure 5, on a représenté schématiquement une installation permettant de caractériser un coupLeur optique 10 comportant une branche d'entrée b et n branches de sortie b1, o b2,..., b. La branche d'entrée b est raccordée, par exemple 2 'n o par l'intermédiaire d'un domino optique C, à une extrémité d'une

fibre optique f dont l'autre extrémité est reliée à un réflectomètre optique étaLonné 12.

Chaque branche b., j variant entre I et n, est reliée, par exempte par l'interméiaire d'un domino optique c., à une

extrémité d'une fibre optique f, les fibres f ' f2'.., f étant de mime nature.

Lorsque le coupleur est réalisé à partir de fibres optiques monomodes (respectivement multimodes), on choisit un réflectomètre monomode (respectivement multimode) et des fibres optiques fo' fl' f2'... f n monomodes (respectivement multimodes).

En outre, on choisit Les longueurs des fibres f1, f2' À.., f de telle façon qu'elles forment une suite croissante, n telte que la longueur de La fibre la plus courte ainsi que chaque différence entre deux longueurs adjacentes de la suite soient au moins égales à environ trois fois le pouvoir séparateur du réflectomètre.

La caractérisation du coupleur 10 consiste en la détermination des coefficients x, x,..., x de celui-ci.

1 2 n A cet effet, on mesure grâce au réflectomètre 12, les amplitudes A0, A1, A2,..., A des marches présentes sur La n-i

courbe de rétrodiffusion correspondant au coupleur 10 muni des fibres optiques f., j variant entre I et n, lorsque ce coupleur est relié au réflectomètre 12.

En utilisant les formules (1) et (2), et en posant lg a = A /10

0 0

lg (l+t) = -A /5 i i pour i variant entre 1 et n-1, on peut écrire: x + x +... + x = a (6) 1 2 n o x = t (x + x +... + x (7) i i i+1 i+2 n Les équations (7) permettent d'obtenir Les coefficients 5 x1, x2,..., x en fonction de x et l'équation (6) permet 1' x2 '"'n-i n

alors de calculer x.

n Connaissant x, on peut calculer successivement x, nn

xn2,..., xI grâce aux équations (7).

Des mesures ont été faites avec des réflectromètres 10 multimodes de longueurs d'onde respectives 850 nanomètres et 900 nanomètres et avec des dispositifs conformes à L'invention et comportant chacun un coupleur à deux branches de sortie B et B

I 2

et une branche d'entrée 80, ainsi qu'une fibre F0 de 100 mètres de Longueur, une fibre F1 de 760 mètres de longueur et une fibre 15 F2 plus longue de 100 mètres environ que la fibre Fl, les réflectomètres ayant chacun un pouvoir séparateur de l'ordre de

mètres.

Pour un teL coupleur équilibré, le coefficient A vaut

environ -1,5dB et un réflectomètre correctement étalonné fournit 20 effectivement cette valeur de -1,5dB.

Avec un dispositif à coupleur non équilibré, à deux branches de sortie, muni d'une fibre de longueur l de l'ordre de 760 mètres et d'une autre fibre de longueur l2 de l'ordre de 860 mètres, on mesure avec le réflectomètre une amplitude A de l'ordre de -0,95dB. En réduisant d'environ 200 mètres la longueur l2, l'amplitude obtenue est alors de -2, 18dB, ces valeurs étant compatibles avec la formule (3) donnée plus haut et permettant de calculer les coefficients x et x relatifs à ce coupleur en 1 2 mesurant en outre l'amplitude A. Des mesures ont également été effectuées avec un dispositif comportant un dérivateur à une entrée et 8 sorties auxquelles on a respectivement soudé 8 fibres optiques dont les longueurs 1, 2, I3, 4, Il, l6, l7 et I8 valent respectivement 345 7 8

environ 100m, 200m, 300m, 400m, 500m, 600m, 700m et 1200m.

Ce dispositif a été successivement caractérisé avec deux réflectomètres multimodes de longueurs d'onde respectives

850 nanomètres et 900 mnanomètres et de résolution de 0,1dB.

Le tableau I donné à la fin de la présente description permet de comparer les valeurs théoriques des atténuations A1,

A2..., A correspondant au dérivateur supposé éouiltbré,

2 7 J.

valeurs calculées à partir de la formule (3), aux valeurs respectivement mesurées à 850 nanomètres et 900 nanomètres, chaque valeur mesurée étant la différence entre deux mesures respectivement effectuées à gauche et à droite de la marche

- correspondante.

Les résultats obtenus montrent une bonne concordance entre les valeurs théoriques et les valeurs mesurées. Les différences trouvées sont dues au fait que le dérivateur utitisé n'est pas parfait et qu'il existe une dispersion non nulle des atténuations entre voies. Cette dispersion peut être agravée si les atténuations dues aux soudures entre les fibres et Le

coupleur ne sont pas homogènes.

L'étalonnage décrit en référence aux figures 3 et 4 permet de s'affranchir de cette dispersion.

C 20 Les résultats obtenus montrent également que les valeurs des amplitudes des atténuations sont indépendantes de la longueur d'onde. Les valeurs mesurées à 850 nanomètres et à 900 nanomètres sont en effet sensiblement identiques. Les seules différences trouvées proviennent de la résolution des appareils

utilisés (de l'ordre de 0,1dB).

On pourrait également utiliser des réflectomètres monomodes et d'autres longueurs d'onde, 1300 nm ou 1500 rm par

exemple.

Pour calibrer ou étalonner un réflectomètre destiné au 30 cntr8le d'installations conçues pour transmettre une lumière de longueur d'onde donnée, il est cependant préférable d'utiliser un dispositif selon l'invention dont les fibres (celles du coupleur et celles qui sont raccordées aux sorties de ce coupleur) sont aptes à transmettre une lumière de longueur d'onde au moins égale

à cette longueur d'onde donnée.

:3: Sur La figure 6, on a représenté schématiquement un dispositif seLon La présente invention, comportant un premier coupleur optique 14 à une entrée qui peut être raccordée à une fibre amorce f10, et par exemple quatre sorties dont L'une est 5 raccordée à L'entrée d'un second coupleur optique 16 comportant par exemple deux sorties. Celles-ci sont respectivement raccordées à des fibres optiques fi et f1 tandis que les trois i1 12 sorties restantes du coupleur 14 sont raccordées à des fibres optiques f13' f14 et f15 Les fibres f à f15 et les fibres à partir desquelles il 15 sont réalisés les coupleurs sont du même type (monomode ou multimode) que les réflectomètres destinés à être contr6lés avec ledispositif. En outre, les longueurs lil à L15 des fibres fl à f15 forment une suite croissante telle que la longueur ltl et la 15 différence entre deux longueurs voisines de la suite soient supérieures à environ trois fois le pouvoir séparateur des réflectomètres. Les amplitudes des atténuations-étalons correspondant

aux coupleurs 14 et 16 peuvent être déterminées de la façon 20 indiquée plus haut.

Les dispositifs du genre de celui qui est représenté sur la figure 6 permettent, en choisissant convenablement le nombre de coupleurs, le nombre de sorties de ceux-ci et les connexions entre coupleurs, d'aboutir à des atténuations-étalons 25 de valeurs prédéterminées qui peuvent être par exemple de l'ordre de 0,1dB en valeur absolue, alors que les dispositifs du genre de celui qui est représenté sur la figure 1, sont réalisés à partir de coupleurs du commerce et ne permettent pas toujours d'aboutir

à d'aussi faibles valeurs.

Sur la figure 7, on a représenté schématiquement un autre dispositif selon la présente invention, comportant un coupleur optique 18 à une entrée et par exemple deux sorties. Une fibre amorce F peut être raccordée à l'entrée du coupleur tandis que les sorties de celui-ci sont respectivement reliées à une 35 fibre optique F par l'intermédiaire d'un premier atténuateur v optique variable 20, et à une fibre optique F2, par

l'intermédiaire d'un second atténuateur optique variable 22.

Les fibres optiques FO, F1, F2 ainsi que celles à partir desquelles le coupleur 18 est réalisé, sont choisies de 5 façon à avoir le mime type (monomode ou multimode) que les réflectomètres avec lesquels le dispositif de la figure 7 est

destiné à être utilisé.

De plus, les fibres F1 et F2 ont des longueurs choisies de telle façon que celle de la fibre F et la différence entre les longueurs des fibres F1 et F2 soient au moins égales à

environ trois fois le pouvoir séparateur de ces réflectomètres.

Les dispositifs du genre de celui qui est représenté

sur la figure 7 permettent d'obtenir des atténuations variables entre des valeurs très faibles (proches de OdB) est très grandes 15 (sensiblement infinies).

De tels dispositifs permettent d'évaluer la dynamique de mesure d'un réflectomètre, c'est-à-dire l'atténuation maximale

mesurabte avec celui-ci.

Sur la figure 8, on a représenté schématiquement un 20 autre dispositif seton la présente invention. Ce dispositif comprend un coupleur optique 24 comportant une entrée et par exemple cinq sorties. Un atténuateur optique variable 26 est raccordé à ladite entrée. On peut également prévoir une fibre optique amorce F telle que celle-ci soit raccordée à l'entrée par l'intermédiaire de l'atténuateur variable 26. Le dispositif comprend de plus des fibres optiques F1, F,..., F qui sont

1 2 5

raccordées, par une extrémité, respectivement aux sorties de ce dispositif. La condition relative au type des fibres optiques du dispositif est identique à celle donnée plus haut pour le 30 dispositif des figures 6 et 7. En outre, les longueurs I1 à l5 I 5 des fibres F à F forment une suite croissante et sont choisies

I 5

de telle façon que la longueur I1 et chaque différence entre deux longueurs voisines de la suite soient supérieures à environ trois fois le pouvoir séparateur des réflectomètres destinés à être 35 utilisés avec le dispositif représenté sur la figure 8.

Un tel dispositif permet de connaître la variation de la précision d'un réflectomètre en fonction du niveau du signal en un point d'une courbe de rétrodiffusion, ce point

correspondant à une marche.

Conformément à la présente invention, on peut également réaliser des dispositifs résultant d'une combinaison des dispositifs du genre de ceux qui sont représentés sur les figures

6, 7 et 8.

Sur la figure 9, on a représenté schématiquement une 10 installation permettant de déterminer les variations de

l'atténuation d'un élément optique (passif) en fonction du temps.

Cette installation comprend un dispositif 30 du genre de celui qui a été décrit en référence à la figure 1, le nombre n étant égal à 2. Le coupleur 2 du dispositif est par exemple 15 supposé équilibré et la fibre F est raccordée d'un côté au

réflectomètre 4 et de l'autre, à L'entrée du coupleur.

L'élément 28 à tester, un connecteur par exemple, est raccordé, d'un côté, à l'extrémité libre de la fibre la plus longue F2 tandis qu'il est raccordé, de l'autre côté, à une 20 extrémité d'une fibre 32 dont l'autre extrémité est libre ou munie d'un moyen de réflexion optique, ce qui permet, dans ce cas, de connaitre- L'atténuation de l'élément 28 dans les deux sens. L'environnement de l'élément 28 peut être contrôlé: 25 par exemple, l'élément 28 peut être enfermé dans une étuve 34

dans laquelle la température est maintenue constante.

La courbe de rétrodiffusion obtenue gr ce au réflectométre (figure 10) comporte deux marches dont l'une, d'amplitude A1, correspond au dispositif 30 et sert de valeur de 30 référence, et dont l'autre, d'amplitude A, correspond à

l'atténuation de l'élément 28.

On peut ainsi voir l'évolution de A au cours du temps E en comparant cette valeur A à la valeur A. E Le dispositif est choisi de façon que la valeur de 35 référence A1 soit de l'ordre de grandeur de l'atténuation ou de

la variation de l'atténuation de L'éLément étudié.

L'intérêt de l'installation représentée sur la figure 9 réside notamment dans le fait que les mesures des atténuations respectivement dues au dispositif 30 et à l'élément 28 à tester se font toujours avec le mime niveau du signal. On peut envisager d'intégrer un dispositif conforme à l'invention dans un réflectomètre, par exemple dans un capot de protection de celui-ci. Un tel système permet le calibrage du réflectomètre sur les deux axes (atténuation et distance). Les 10 amplitudes des marches relatives au dispositif et les longueurs des fibres de ce dispositif intégré étant connues et stables, les paramètres des corrections que l'on est éventuellement amené à effectuer peuvent être introduits à partir du clavier ou de potentiomètres du réflectomètre, suivant le type de réflectomètre 15, utilisé, en vue d'obtenir des indications correctes de la part de celui-ci.

TABLEAU I

I Valeurs théoriques I Valeurs mesurées I Valeurs mesurées I lI I|à 850 nm à 900 nm I A1 5Lg(7/8)=-O,29dB -0,2dB -0,1dB |2 A 5Lg(6/7)=-0,33dB -0, 2dB -0,2dB A | 5tg(5/6)=-0,40dB -0,3dB -0,3dB IA4 5Lg(4/5)=-0,48dB -0,5dB -0,4dB A5 5lg(3/4)=-0,62dB -0,6dB -0,6dB A16 5Lg(2/3)=-0,88dB -0,9dB -0, 9dB A7 5lg(1/2)=-1,50dB -1,5dB -1,6dB

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À1-* 20

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif optique caractérisé en ce qu'iL cou prend: - au moins un coupleur optique (2; 14, 16; 18; 24) qui est réalisé à partir de fibres optiques et qui comprend une entrée et au moins deux sorties, et - au moins deux fibres optiques (F1,..., F; f11,..., f15), n 15 en ce qu'une extrémité de chaque fibre optique que comprend le dispositif est reliée à au moins une sortie du coupleur, et en ce que les longueurs des fibres optiques que comprend le dispositif ne sont pas toutes identiques et sont choisies de façon à pouvoir distinguer, sur une courbe de rétrodiffusion qu'un réflectomètre optique (4) est capable de fournir lorsqu'il est relié à l'entrée 15 du coupleur et qui comporte des marches, chaque marche caractéristique du coupleur et mesurer l'amplitude de cette marche, cette amplitude étant par ailleurs calculable et constituant ainsi un étalon d'atténuation pour le réflectomètre..0 \

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de la fibre optique la plus courte () que comprend le dispositif et chaque différence entre deux longueurs voisines de la suite croissante que forment les longueurs des fibres optiques (F,..., F) que comprend le dispositif, sont au n

moins égales à environ deux fois la valeur du pouvoir séparateur;25 du réflectomètre (4).

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que le type des fibres optiques (F1,..., F) que comprend le dispositif et le type des fibres n optiques à partir desquelles est réalisé le coupleur (2) sont

identiques au type d'émission du réflectomètre (4).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un seul coupleur optique (2) dont le nombre de sorties est égal au nombre de fibres optiques (F1,..., F) que le dispositif comprend, chacune de ces n

fibres étant reliée à une sortie déterminée.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend n tels coupleurs optiques (14, 16) , n étant un nombre entier au moins égal à deux, en ce 5 que les entrées de n-1 des coupleurs (16) sont respectivement reliées à n-1 sorties de coupleurs (14) pris parmi les n coupleurs et en ce que les fibres optiques (f1,..., f15) que

comporte le dispositif sont reliées aux sorties restantes.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 I à 5, caractérisé en ce que les sorties d'au moins un coupleur

(18) sont respectivement pourvues d'atténuateurs optiques

variables (20, 22,).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 6, caractérisé en ce que l'entrée d'au moins un coupleur (24) est pourvue d'un atténuateur optique variable (26).

8. Système d'échométrie optique, caractérisé en ce qu'il comprend un réflectomètre optique (4) et un dispositif (2, F1,..., F) de calibrage ou d'étalonnage de ce réflectomètre, n quant aux mesures d'atténuation optique que celui-ci est destiné 20 à effectuer, en ce que le dispositif est conforme au dispositif

selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et en ce que le réflectométre est- prévu pour être raccordé à l'entrée d'un

coupleur (2) que comporte ce dernier dispositif.

9. Procédé de caractérisation d'un coupleur optique 25 (10) qui est réalisé à partir de fibres optiques et qui comprend une entrée et n sorties, n étant un nombre entier au moins égal à deux, caractérisé en ce qu'it comprend les étapes successives suivantes: - raccord des n sorties respectivement à n fibres optiques 30 (f,..., f) de longueurs différentes deux à deux, 1 n - établissement d'une liaison entre l'entrée du coupleur et un réflectomètre optique étalonné (12), -formation, au moyen de ce réflectomètre, d'une courbe de rétrodiffusion relative au coupleur, les longueurs respectives 35 des fibres étant choisies de façon que cette courbe comporte n-1 marches caractéristiques du coupleur et une marche correspondant à la perte d'insertion du coupleur, et que les marches aient des amplitudes mesurables, - détermination des amplitudes respectives des marches, et 5:- détermination, à partir de ces amplitudes, des puissances lumineuses récupérables aux n sorties du coupleur, lorsqu'une Lumière de puissance donnée est injectée à l'entrée de ce coupleur.

10. Procédé de mesure de l'atténuation optique due à un:10 élément optique (28), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes: - on réalise une installation comprenant un réflectomètre optique (4) et un dispositif comprenant: - un couptleur optique (2) qui est réalisé à partir de fibres 15 optiques et qui comprend une entrée et deux sorties, et deux fibres optiques (F1, F2) respectivement reliées par une extrémité aux sorties du coupleur, l'une des deux fibres étant plus longue que l'autre et les longueurs de ces fibres étant choisies de façon à obtenir, lorsque le 20 T réflectomètre est relié à l'entrée du coupleur, une courbe de rétrodiffusion comportant une marche qui représente une attenuation optique de référence, la valeur de cette atténuation étant calculable, on relie l'élément (28) à l'autre extrémité de la fibre la plus longue et le réflectomètre à l'entrée du coupleur, ce qui permet d'obtenir une courbe de rétrodiffusion comportant deux marches correspondant respectivement à l'atténuation de référence et à l'atténuation due à l'élément optique, et -- l'on mesure l'atténuation optique due à cet élément en

::comparant cette atténuation à l'atténuation de référence.