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Fibre optique
CARTOGRAPHIE D’UN SYSTÈME À FIBRE OPTIQUE
RÉFLECTOMÈTRE - SOUDEUSE
Nom des étudiants :
Date :
Date de retour
N°
Questions
U51
Analyse fonctionnelle du système
1.2.1

1 jour de retard

2 jours de retard
 + de 2 jours de retard
Prof
Pts.
Organisation système de mesure
OS
__/1
1.2.2
Principe de la mesure de la
réflectométrie (a,b,c,d)
OS
__/1
1.2.3
Protocole d’une liaison courte
OS
__/1
1.2.4
Etude du dispositif d’alignement
CM
__/2
U52
Mise en œuvre du système
Comparaison des réflectomètres
Utilisation du logiciel
Exploitation du fichier
Mesures sur kit EducOptic
OS
__/1
OS
OS
__/1
CS
__/0.5
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
U53
Visualisation des signaux et mesure
des temps avec incertitude
Mesure des atténuations linéiques
Pts.
Remarques des correcteurs
__/1
__/1
__/1
Mesure à l’aide du réflectomètre
Mesure de la fréquence de
__/1
répétion des impulsions
Mise en œuvre de la soudeuse
__/1
Etude du programme de réflecto__/0.5
métrie
Analyse des performances du système
OS
GB
__0.5
Cartographie de l’installation
Exploitation des fichiers du kit
Educoptic
Utilisation du réflectomètre
Schlumberger et exploitation des
fichiers. Conclusion.
OS
3.2.2
Paramètre d’un réflectomètre
OS
__/1
3.2.3
Analyse des mesures sur les impulsions
CS
__/1.5
3.3
Réponse à la problématique
CS
__0.5
3.2.1
-2pts
Note /2
Note=0/20
__/1.5
___/1
Responsabilisation des étudiants
Rangement et autonomie
___/1
Total :
___/20
Les points dans les colonnes grisées sont attribués
sur place. À la correction, ces points ne seront
plus reportés sur le compte-rendu.
Remarques des étudiants (problèmes matériels, erreurs dans le sujet, …)
cadre 1 : Barème de correction.
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U51. ANALYSE FONCTIONNELLE DU SYSTÈME
1.1. Éléments à votre disposition
1.1.1. Matériel
1.1.2. Documentation
1.1.3. Logiciels
1.1.4. Problématique .
1.2. Travail demandé
1.2.1. Organisation du système de mesure par réflectométrie
Le système de mesure est constitué des éléments ci après, indiquer pour chacun d'eux leur fonction dans le système de mesure :
Générateur d'Impulsions
Diode Laser
Coupleur optique
3 voies
Liaison Optique à mesurer
Photodiode à Avalanche
Amplificateur
Traitement du Signal et
Visualisation
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1.2.2. Principe de la mesure de
réflectométrie
 Flécher sur le schéma cadre 2 les pics de
réflexion et préciser sur quelle face se fait la
réflexion. Comment a-t-on accès à la durée
t qui permet de mesurer la longueur de
chaque fibre ? Donner l’expression de la longueur L d’une fibre en fonction de t. (On
écrit que la vitesse de la lumière dans la fibre
c
est : v G 
, n1 étant l’indice du cœur).
n1
Réponse :
cadre 2 : Courbe de rétrodiffusion, U = f(t), exemple.
 Flécher les parties correspondant au signal rétrodiffusé. Pourquoi fait-on le cumul de plusieurs échantillons ?
On montre que la tension détectée pour le signal rétrodiffusé s’exprime en fonction de la longueur z de la fibre
par :U = K.10 –2az/10.Exprimer 5*log(U). Montrer que la courbe 5*log(U) est une fonction affine de z de pente - a.
Réponse :
1.2.3. protocole de contrôle d'une liaison courte
Conformément aux recommandations de la FICOME (Fédération Interprofessionnelle de la Communication d'Entreprise) - voir document DCO du dossier technique – on réalise le schéma de mesure suivant :
cadre 5 : Schéma de montage de mesure de liaison.
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On obtient alors une trace présentant l'allure suivante :
Affaiblissement
(dB/div)
A
B
C
D
E
F
G
H
I
Longueur
(m/div)
Indiquer, en complétant le tableau ci-dessous, à quoi correspondent les différentes zones (A à I) de la
trace obtenue.
Zone
Composante de la liaison
A
bobine amorce
B
Connecteur 1
Sens
O -> E
C
D
E
F
G
H
I
Pour obtenir la caractérisation complète de la liaison, la mesure de chacune des composantes de la liaison doit être
effectuée dans les deux sens (O->E et E->0).
Comment doit-on modifier le montage pour obtenir une trace permettant de compléter la mesure
précédente afin de caractériser totalement la liaison ?
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1.2.4. Étude du dispositif d'alignement des fibres dans la soudeuse
1.2.4.1. Mise en position
En vous référant au document des spécifications d'une fibre monomode SSMF G.652, indiquer quelles sont les
caractéristiques de la fibre qui ont une influence sur sa mise en position dans la soudeuse.
Existe-t-il d'autres facteurs influençant la mise en position de la fibre dans sa rainure en V ? Lesquels ?
Réponse :
1.2.4.2. Mise en butée
a) Maintien des fibres
Indiquer quelles sont les différentes liaisons ainsi réalisées en complétant le cadre 3.
Dans l'opération de mise en butée, le mouvement des fibres suivant X est obtenu par déplacement du bloc
constitué par (4)+(5), le guide fibre (3) demeurant fixe.
Ce mouvement est-il compatible avec les liaisons précédentes ? Pourquoi ?
Réponse :
b) Déplacement des fibres
Le bloc mobile constitué de (4)+(5) est entraîné en translation suivant X par l'intermédiaire d'une chaîne cinématique constituée par un moto-réducteur muni d'une came agissant sur un poussoir. Le schéma cinématique incomFibre (gaine) / Guide fibre (3)
Fibre (Gaine) / Volet de maintien (4)
Fibre (coating) / Bloc de serrage (5)
cadre 3 : Tableau à compléter.
plet correspondant est donné cadre 4.
Compléter la zone en pointillé à l’aide du schéma de la liaison manquante.
Compléter le tracé des points de la came donné cadre 5.
cadre 4 : Schéma cinématique.
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cadre 5 : Tracé de la came à compléter.
U52. MISE EN ŒUVRE DU SYSTÈME
2.1. Éléments à votre disposition
2.2. Travail demandé
2.2.1. Comparaison des réflectomètres





Quelle est la longueur d’onde utilisée et le type (mono ou multimode) de fibre contrôlé ?
Quel est leur indice de réfraction à cette longueur d’onde ?
Quelle est la plage maximale que l’on peut analyser ?
Quel est la durée du moyennage ?
Que vaut la largeur d’impulsion ?
Réponse :
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



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Montrer à un professeur.
Quelle est la longueur totale de l’installation ?
Quelle est la longueur de chaque fibre ?
Mesurer l’atténuation linéique de chaque fibre.
Mesurer les pertes de chaque connecteur.
Réponse :
 Longueur totale de l’installation :
 Longueur de chaque fibre :
 Atténuation linéique de chaque fibre :
 Pertes de chaque connecteur :
2.2.2. Mesure de rétrodiffusion sur kit EducOptic
2.2.2.1. Mesure de la longueur de chaque bobine
L’étude sera d’abord faite sur chaque bobine de fibre prise séparément (F1 puis F2).
a) Réaliser le montage. Ne pas trop amplifier le signal de manière à n’observer que la réflexion.
b) Mesurer (en précisant l’incertitude) le temps t qui sépare les 2 pics de réflexion sur l'entrée et la sortie de F1
(puis de F2). Éloigner le plus possible les pics et placer les curseurs au même niveau sur le début des fronts
montants.
c) Utiliser le programme réflectométrie pour transmettre les données vers l'ordinateur. Sélectionner le port série
sous Oscilloscope/TDS 310, la voie de lecture. Par Oscilloscope/TDS 310 LECTURE, faire l’acquisition
des oscillogrammes pour la fibre F1 et la fibre F2. Sauvegarder les acquisitions sous F1.txt et F2.txt .
Réponse :
 fibre F1 : Voir feuille n°____. t1 =
 fibre F2 : Voir feuille n°____. t2 =
+/+/-
µs
µs
d) Faire une sortie imprimante des acquisitions(bouton droit de la souris au niveau du graphe ; sélectionner
exporter une image simplifiée ; coller l’image dans Word par exemple puis l’imprimer). Noter la valeur de t
et son incertitude (en précisant les causes d’incertitude).
Réponse :
Montrer le signal à un professeur.
2.2.2.2. Mesure de l’atténuation linéique des bobines et de la perte du connecteur
Sans changer les conditions d’observation, mettre les 2 fibres bout à bout.
a) Acquérir et imprimer le graphe U = f(t). Combien observe-t-on de pics et que représentent-ils ?
Réponse :
Voir feuille n°____.
b) Amplifier le signal pour obtenir un signal important entre les pics (signal rétrodiffusé). Utiliser la fonction
"AVERAGE" pour supprimer les bruits aléatoires. Faire une moyenne sur 256 valeurs. La partie située entre
2 pics est une branche d'exponentielle décroissante.
c) Acquérir le graphe U = f(t).
d) On traite ce signal pour obtenir un signal identique à celui obtenu sur un réflectomètre industriel. Sélectionner l’onglet Calcul P=f(L) valider le bouton Calcul P=F(L).
e) L’atténuation linéique peut être obtenue en validant le bouton Droite de régression
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Montrer le signal à un professeur.
f) Imprimer le graphe A(dBm) = f(l).Préciser la valeur de l’atténuation linéique sur le graphe
g) Enregistrer le fichier sous retro.txt
Réponse : Voir feuille n°____.
2.2.3. Mesure de rétrodiffusion à l’aide du réflectomètre Sclumberger
Relever :

La position des pics de réflection

L’atténuation linéique des fibres F1 et F2 (utiliser les curseurs et la fonction calcul du logiciel)

L’atténuation de la jarretière entre les fibres F1 et F2
Réponse : Position des pics de réflexion
Atténuation linéique des fibres
Atténuation de la jarretière entre les fibres F1 et F2
2.2.4. Mesure de la fréquence de répétion des impulsions
Réaliser le montage suivant :
OTDR
C
A
F1
B
F2
Montage
détecteur
Oscilloscope
Le montage détecteur à alimenter entre 0 et 20V,regler la tension inverse à 10V. Ce montage permet de régler
la sensibilité en sélectionnant la résistance intervenant dans la conversion (voir schéma dans documentation
annexe).
Réponse :
Mesure de la fréquence de répétition des impulsions
Régler le réflectomètre avec les paramètres suivants :
 Largeur d’impulsion à 10m
 Moyennage : 16384
 R = 220  (montage détecteur)

Observer les impulsions lumineuses en sortie de la liaison (C) et enregistrer le chronogramme permettant
de mesurer la fréquence de répétition.

Mesure des hauteur et largeur d’impulsion en deux points

Dans les conditions de réglages précédentes, enregistrer des traces permettant d’évaluer les hauteur et
largeur d’impulsions aux points B et C.
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Réponse :
Influence du temps de réponse du montage détecteur
Régler le réflectomètre avec les paramètres suivants :
 Largeur d’impulsion à 10m
 Moyennage : 16384

Observer les impulsions en sortie de liaison (point C) et enregistrer des traces permettant d’évaluer la largeur des impulsions, le montage détecteur étant réglé sur R = 220  puis 2,2k.
2.2.5. Mise en œuvre de la soudeuse
Nous allons maintenant réaliser une épissure à l’aide de la soudeuse à fibre optique. Remplacer la jarretière de
liaison entre les fibres F1 et F2 par la bobine de liaison constituée des deux demi-bobines bleues.
On a donc une valise amorce qui est reliée à l’installation suivante : fibre F1 + bobine de liaison (deux demibobines) +fibre F2
Avant de souder, montrer les fibres en position à un professeur.
Prise en main de la soudeuse : Réaliser l’épissure en respectant les procédures (voir mode d’emploi page 2-2 de la
notice) :
1.
Préparer les extrémités des fibres (dénudage, nettoyage, clivage, contrôle à l’écran).
2.
Mettre les fibres en place sur la soudeuse.
3.
Contrôler les faces des fibres.
4.
Souder.
 Attention à la fragilité des connecteurs.
 Vérifier ensuite la qualité de la soudure réalisée par réflectométrie à l’aide du réflectomètre Schlumberger.
 Récupérer le fichier et le sauvegarder sous nom_bobine_liaison
Montrer le signal à un professeur.
Réponse :
2.2.6. Étude du programme de réflectométrie
a) Etude des commandes oscilloscope.
1. Que réalise cette instruction
Réponse :
2. Que fait cette instruction
Réponse :
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Compléter sous VI P=F(L) imprimer face diagramme ,
Faire valider fonctionnement par un professeur.
Réponse : Voir feuille n°____.
U53. ANALYSE DES PERFORMANCES DU SYSTÈME
3.1. Éléments à votre disposition
3.2. Travail demandé
3.2.1. Cartographie de l’installation à fibre optique
3.2.1.1. A l’aide des fichiers obtenus à partir du kit Educoptic
Utiliser les fichiers F1.txt et F2.txt ou à défaut les fichiers secours1.txt et secours2.txt.
c  t
On donne : L 
avec c = 2,998.108 m/s et n = 1,465  0,005.
2.n
 Calculer la longueur des fibres F1 et F2. Estimer la précision des mesures en calculant les incertitudes par :
 t1    n 
ΔL1
    .
 
L1
 t1   n 
2
2
 Comparer aux valeurs données par le constructeur cadre 7 du dossier technique.
Réponse :
Utiliser le fichier retro.txt ou, à défaut, le fichier secours3.txt.
Analyser sous LabVIEW la courbe niveau(dB) = f(l(km)) :
 Mesurer le coefficient d'atténuation linéique de la fibre F1 à 850 nm.
 Mesurer le coefficient d'atténuation linéique de la fibre F2 à 850 nm.
 Comparer les coefficients d'atténuation linéique aux valeurs données par le constructeur dans le dossier
technique.
 Estimer la perte du connecteur (la jarretière).
Réponse :
3.2.1.2. A l’aide des fichiers obtenus à partir du réflectomètre Schlumberger
Utiliser le fichier nom_liaisonF1F2.
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Analyser sous LabVIEW successivement :

La longueur et l’atténuation linéique de la fibre F1 seule

La longueur et l’atténuation linéique de la fibre F2 seule

L’atténuation de la jarretière en réalisant la liaison fibre F1 + jarretière + F2

Comparer les résultats obtenus en U52 et U53
Réponse :

Utiliser le fichier nom_bobine_liaison
Analyser sous LabVIEW La longueur et l’atténuation de la bobine de liaison en réalisant la liaison fibre F1
+ bobine de liaison + F2
Réponse :
3.2.2. Paramétrages d’un réflectomètre
3.2.2.1. Influence des paramètres
On va maintenant modifier les paramètres d’acquisition dans la fonction Mesure ;
Appeler un professeur pour lui montrer l’influence de la largeur de l’impulsion et du nombre d’échantillons cumulés.
3.2.2.2. Choix d’un réflectomètre
On dispose de deux réflectomètres de chantier :
Un réflectomètre multimode de longueur d’onde  = 850nm.
Un réflectomètre monomode de longueur d’onde  = 1550nm.
Les caractéristiques de chaque réflectomètre sont les suivantes :
Réflectomètre
Largeur d’impulsion
La dynamique
Multimode
 = 850 nm
t = 10ns
Dy = 10dB
t = 100ns
Dy = 20dB
Monomode
 = 1550 nm
t = 10ns
Dy = 15dB
t = 1µs
Dy = 35dB
On rappelle que la résolution l d’un réflectomètre dépend de la largeur  t de l’impulsion :
l c.t . (n est l’indice de
2.n
réfraction du cœur de la fibre).
On se renseignera sur les termes dynamique et résolution du réflectomètre dans le glossaire fourni dans le document ressource.
On se propose de caractériser les trois liaisons optiques suivantes :
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1ère liaison : Réseau local de fibre multimode de quelques centaines de mètres. La liaison possède plusieurs tronçons de fibres de 5m de long. L’atténuation linéique de ces fibres est de 2,5 dB/km à 850nm. L’indice effectif du
cœur est n = 1,465.
2ème liaison : Réseau longue distance ( Paris-Chartres : 90 km) opéré à 1550 nm. L’atténuation linéique des fibres
est de 0,25 dB/km, l’indice du cœur n = 1.471.
3ème contrôle : On effectue le contrôle d’un touret de 10 km de fibre monomode à 1550 nm ;

Indiquer quel type de réflectomètre et quelle largeur d’impulsion il faut choisir pour chacun des cas.
Réponse :
1ère liaison
2ème liaison
3ème contrôle
Type de réflectomètre
Largeur d’impulsion
Résolution
Portée en mesure
3.2.3 Analyse des mesures sur les impulsions
Montage utilisé :
OTDR
C
A
F1
B
F2
Oscilloscope
Montage
détecteur
3.2.3.1
Fréquence de répétition
Conditions de réglages :
F=3,9KHz
 Largeur d’impulsion : 10m
 Cumul :16384
 R = 220  ; VR=15V (montage détecteur)
Oscillogramme obtenu :

Justifier que la fréquence de répétition observée sur le graphe cidessus est adaptée à la largeur de
l’impulsion (10m) qui permet une
portée de 24576 m.
Réponse :
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3.2.3.2 Analyse des impulsions en deux points
(Conditions de réglages identiques au 3.4.1) Oscillogrammes obtenus aux points B et C :
En C
En B


Calculer l’atténuation en dB apportée par la bobine F2 en C.
En tenant compte des éléments fournis (R=220 ohms, dossier technique photodiode), évaluer la valeur
crête de la puissance optique observée en B.
Réponse :
3.4.3 Influence du temps de réponse du montage détecteur
Conditions de réglage :
 Largeur d’impulsion : 10m
 Cumul :16384
 R = 220  ou 2.2 KΩ ; VR=15V (montage détecteur)
On a obtenu les oscillogrammes suivants en C:
Figure 1
Figure 2

Indiquer quelle figure (1 ou 2) correspond au ré-
glage R=2,2 k (justifier).
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
Evaluer la constante de temps du montage correspondant à la figure 1.

Comparer cette valeur avec la constante de temps théorique du montage détecteur : = R.C , C capacité
intrinsèque de la photodiode.

Trouver une justification à une différence éventuelle
Réponse :
3.3. Réponse à la problématique
Suite à vos études durant ce TP et en vous référant au document http://sti.mermoz.free.fr/mo/fo/Cercle
C.R.E.D.O – mesure et recette.pdf (voir site système FO – Dossier technique), le technicien qui à réalisé la soudure
peut-il faire les contrôles permettant de répondre aux critères du rapport d’intervention (bilan de la liaison ou figure
l'atténuation totale de la liaison, avec ses connections et ses défauts résiduels, en particulier la position ainsi que
les pertes au sein de cette soudure). Comment s’y prend-il ? (Préciser sa démarche)
Réponse :
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