La transmission de signaux sur un câblage en fibre optique a prouvé son efficacité pour transporter de grandes quantités de données, raison pour laquelle la fibre optique est déployée plus profondément et toujours plus près des locaux des clients.
Avec l'avènement de la 5G, les architectures en fibre optique jusqu'au x (FTTx) sont désormais la norme, jetant les bases de l'augmentation exponentielle de la bande passante requise par l'IoT et une foule de nouvelles applications. Le "x" de FTTx est une variable indiquant le point du réseau où la fibre s'arrête et où le câblage en cuivre (coaxial ou paire torsadée) prend le relais (sauf si la fibre va jusqu'au domicile). Plus la fibre est longue, plus la bande passante est large, plus le débit est élevé et plus le nombre d'applications et de services offerts est important.
Dans le contexte actuel des architectures de réseau FTTx, il est essentiel de disposer du bon ensemble d'outils de test pour garantir une qualité de service optimale aux abonnés dès le départ. Si un dépannage s'avère nécessaire, ces outils de test doivent être capables de localiser, d'identifier et de résoudre les problèmes pendant que le technicien est sur place, afin d'éviter les déplacements répétés de camions.
Jetons un coup d'œil aux différentes architectures FTTx et voyons quels sont les défis liés à ces topologies de réseau et à ces applications.
Types de réseaux FTTx
FTTH (Fiber-to-the-home)
La fibre optique jusqu'au domicile (FTTH) signifie que la connexion en fibre optique va jusqu'aux locaux du client (domicile ou réseau privé) et fournit donc la bande passante maximale. Cependant, le déploiement de la FTTH est coûteux, surtout lorsqu'il s'agit d'un réseau existant. Le remplacement d'une architecture existante peut ne pas être avantageux pour le propriétaire du réseau, qui peut opter pour une stratégie différente. Le FTTH est généralement l'architecture choisie pour les projets greenfield (nouvelles constructions).
En général, dans un réseau FTTH, le terminal de ligne optique (OLT) s'interface avec le réseau téléphonique public commuté (RTPC) et les services Internet au niveau de la tête de réseau (c'est-à-dire le bureau central). Les services de données, de voix et de vidéo sont transportés simultanément et dans différentes directions à différentes longueurs d'onde (en amont : 1310 nm | en aval : 1490/1550 nm ou en amont : 1260 nm ou 1270 nm pour XGS-PON | en aval : 1575 nm pour les réseaux optiques passifs de nouvelle génération ou PON ou 1577 nm pour XGS-PON). À 1550 nm, l'émetteur vidéo optique convertit également les services vidéo analogiques de radiofréquence (RF) en format optique. Le coupleur de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) entrelace les longueurs d'onde de 1550 nm et 1490 nm et les transmet ensemble en aval.
Une liaison FTTH est constituée d'une fibre monomode (câble de branchement) qui sort d'un émetteur/récepteur (terminal de réseau optique ou ONT) installé chez le client. Le câble de raccordement passe par au moins un répartiteur PON local. Le répartiteur se connecte ensuite à l'OLT dans un bureau central via un câble multifibre (feeder).
De l'installation à l'activation et au dépannage, les tests FTTH de base comprennent : l'insertion optique (IL) et l'affaiblissement de retour (ORL), la cartographie des liens, les niveaux de puissance et l'inspection des connecteurs.
FTTA (Fiber-to-the-antenna)
La fibre optique jusqu'à l'antenne (FTTA) est une architecture de réseau à large bande dans laquelle la fibre optique est utilisée pour connecter la tête radio distante (RRH) à la station de base dans les nouvelles antennes, ou réaménagée dans les antennes existantes, pour remplacer tout ou partie de la boucle locale coaxiale. Les câbles à fibre optique sont plus légers que les câbles coaxiaux, et donc plus faciles à installer. La fibre présente de nombreux autres avantages, notamment l'intégrité du signal et une efficacité énergétique accrue. La fibre optique est nécessaire pour prendre en charge le backhaul à haut débit et à faible latence et augmenter la largeur de bande du trafic.
FTTB (Fiber-to-the-building)
La fibre optique jusqu'à l'immeuble (FTTB) est un câble à fibre optique qui atteint la limite de l'immeuble, comme le sous-sol dans un immeuble à logements multiples, la connexion finale aux espaces de vie individuels étant réalisée par d'autres moyens. Les terminaux de distribution de la fibre (FDT) sont utilisés pour connecter le ONT de chaque abonné à un concentrateur de distribution de la fibre (FDH). L'armoire du FDH, qui contient des répartiteurs, des panneaux de brassage et des éléments de gestion de la fibre, est reliée au central. La FTTH et la FTTB peuvent toutes deux être regroupées sous l'appellation FTTP (fiber-to-the-premises).
FTTC (Fiber-to-the-curb)
La fibre optique jusqu'au trottoir (FTTC) est une topologie dans laquelle la fibre part d'un central et arrive à un point de distribution en bordure de trottoir, par exemple dans un poteau ou une enceinte, à proximité des locaux du client. Ces points de distribution sont plus proches du domicile que les nœuds d'un réseau FTTN et fournissent des services à un plus petit groupe de clients. Le point de distribution en bordure de trottoir est relié aux abonnés par des câbles en cuivre à paires torsadées.
FTTN (Fiber-to-the-node)
La fibre optique jusqu'au nœud (FTTN) est un réseau où la fibre optique se termine au niveau d'une armoire de rue, les connexions finales étant effectuées par les câbles coaxiaux ou en cuivre existants. Les nœuds peuvent être proches ou relativement éloignés des locaux du client. Par exemple, un DSLAM ADSL2+ distant peut se trouver à 5 ou 6 km d'un abonné. Le FTTN est un moyen économique de fournir des services de télécommunications triple play avancés à de nombreux clients à partir d'un seul nœud, sans avoir à déployer la fibre sur toute la longueur.
Cycle de vie d'un réseau FTTx
Le cycle de vie d'un réseau FTTx se compose de plusieurs phases. Lors du déploiement, un réseau bien planifié cartographie chaque événement et les budgets de perte pour chaque lien, comme les emplacements des épissures, les schémas de distribution et les configurations des répartiteurs. Le fait qu'un connecteur sorte directement de l'usine ne l'empêche pas d'être sale ou endommagé. Il en va de même pour les épissures et autres éléments. Cela signifie que les tests doivent être un réflexe pour assurer tout déploiement FTTx. Voici quelques-unes des méthodes de procédures (MoP) et des tests clés qui doivent être effectués à chaque phase du cycle du réseau.
Phase de construction ou de déploiement
Les éléments de réseau suivants doivent être testés :
Tous les connecteurs
Les connecteurs défectueux étant la première cause de défaillance des réseaux. L'inspection des connecteurs peut vous aider à économiser de l'argent et vous donner l'assurance que votre réseau est sain. Les connecteurs sont l'aspect le plus négligé d'un réseau, mais la contamination provenant d'un large éventail de sources peut avoir un impact sérieux sur la perte et la réflexion du réseau. Pour rendre cette étape rapide et facile, envisagez des sondes d'inspection de fibres entièrement automatisées. Aujourd'hui, des options sans fil sont également disponibles.
F1/spine
Il peut s'agir d'un réseau existant ou d'une nouvelle installation de câbles. Ce type de liaison doit être testé normalement pour vérifier que les épissures sont conformes aux spécifications et que les pertes sont celles prévues.
Terminal d'abonné/point de démarcation vers le bureau central/PoP/échange.
Les ports doivent être inspectés. L'utilisation d'un OTDR pour caractériser un réseau nécessite une expertise pour sélectionner les bons réglages et interpréter les résultats. Dans de nombreux cas, en raison de la proximité des séparateurs optiques entre eux et avec d'autres composants, plusieurs mesures peuvent être nécessaires pour caractériser complètement le réseau. Nous recommandons ici une solution de test qui peut réduire le risque d'erreurs humaines en éliminant le besoin de configurer les paramètres et d'interpréter les multiples traces OTDR complexes. L'intelligent Optical Link Mapper (iOLM), par exemple, possède des configurations et des paramètres de test prédéfinis où les critères de réussite/échec sont codés en dur pour les épissures, les connecteurs (à la fois pour la perte et la réflectance), les pertes de l'enceinte du répartiteur, la perte globale du lien et l'ORL. Des algorithmes avancés définissent dynamiquement les paramètres de test, ainsi que le nombre d'acquisitions qui correspondent le mieux au réseau FTTx testé. Les résultats sont affichés sous forme d'icônes pour évaluer rapidement le statut de réussite ou d'échec d'un événement selon la norme choisie. Une telle solution couvrira également le dépannage du côté client pour trouver les défauts dans les sections F1 et/ou F2, ou après le(s) dernier(s) répartiteur(s) jusqu'au CO (pratique pour les réseaux entièrement épissés). L'utilisation de la fibre de réception au niveau du port du répartiteur optique (ODF) au niveau du CO/PoP/échange permet de s'assurer que la connectivité à ce point de démarcation est correcte. Une fois que tous les tests sont terminés, l'OLT peut être connecté à l'ODF et tous les ports d'épissurage du terminal de dépôt seront "en service".
Phase d'activation du service
Le jour de l'activation, la puissance optique au niveau du terminal de raccordement doit être vérifiée. Cette vérification peut être effectuée à l'aide d'un wattmètre classique, réglé sur 1490 nm pour le GPON sans vidéo RF, ou à l'aide d'un wattmètre PON capable de distinguer la puissance de plusieurs couches en aval, comme la vidéo RF à 1550 nm sur GPON ou toute combinaison de GPON et de services PON de nouvelle génération, comme XGS-PON et NG-PON2. Cela confirmera que les puissances en aval respectent le budget et que le câblage de descente peut être installé. Optez pour des wattmètres qui peuvent être connectés en série avec l'ONT, permettant à l'ONT de communiquer avec l'OLT, ce qui signifie que la puissance amont et aval peut être vérifiée en mode pass-through, sans interrompre le service.
Pour une vérification rapide, un multimètre à fibre optique (OFM) peut être utilisé. L'OFM est un outil de poche essentiel pour les techniciens de première ligne en fibre optique, à l'instar des multimètres bien connus utilisés pour les techniciens en fibre optique, à l'instar des multimètres bien connus utilisés pour les circuits électriques. Les OFM mesurent rapidement plusieurs paramètres optiques clés tels que la perte (dB), la perte de retour optique (dB), la longueur (mètres) et la puissance (dBm). Les OFM aident les techniciens à vérifier l'état de la liaison par fibre optique et à résoudre les problèmes potentiels. EXFO a lancé le premier appareil de cette catégorie, l'Optical Explorer.
Pour tester la perte ODN, ou la différence de puissance optique entre le TX de l'OLT et le RX de l'ONT, envisagez d'utiliser un testeur FTTH et Business Services, tel que le EX1. Le testeur doit être capable d'émuler l'ONT et de fournir le statut opérationnel GPON, l'ID de l'ONU, la puissance optique RX de l'ONT, l'adresse IP, le test de vitesse sur GPON.
Une fois l'activation du service terminée, il est fortement recommandé de vérifier que le service est fourni comme prévu avant de quitter les locaux du client afin d'éviter les déplacements inutiles de camions. L'exécution d'un test de vitesse - en connectant l'ONT à un testeur de vitesse indépendant - fournira des résultats fiables (ce qui n'est pas toujours le cas lorsque le test est effectué sur un PC ou en WiFi).
Phase de dépannage et de maintenance
L'un des outils les plus importants pour cette phase est un OTDR ou un iOLM avec un port filtré fonctionnant avec une longueur d'onde hors bande. Un OTDR émettant des longueurs d'onde de 1310/1550 nm (utilisé dans la construction) ne peut pas être utilisé pour dépanner un réseau en direct car l'OTDR ne sera pas en mesure de distinguer la puissance du signal en aval de la rétrodiffusion de ses propres impulsions émises (cela risque également de brûler le détecteur OTDR). De plus, le signal 1310/1550 nm pourrait perturber le trafic en amont sur le réseau PON et potentiellement endommager les SFP de l'OLT. La seule solution consiste à utiliser un port en direct filtré qui atténuera considérablement tout trafic entrant et permettra d'effectuer les tests sans impact sur les services.
Le test avec ce port à 1625 nm ou 1650 nm montrera et localisera très clairement toute rupture ou perte élevée. La sélection d'un OTDR monomode à double port avec un port pour tester la fibre noire (1310/1550 nm) pour la phase de construction et un second port pour tester la fibre active (1625/1650 nm) offre une plus grande flexibilité. En raison des contraintes de temps, de nombreux réseaux sont d'abord construits, puis testés. Le fait de disposer des deux options permet aux techniciens de tester à n'importe quelle phase du cycle de vie du réseau.
La faible puissance ou les vitesses lentes peuvent être diagnostiquées comme décrit ci-dessus avec un wattmètre ou une solution de test et de surveillance, en croisant les résultats obtenus lors de la phase d'activation des abonnés.
Gagner du temps et de l'argent à chaque phase
Grâce aux flux de travail basés sur le cloud, les responsables pourront prédéfinir et attribuer des tâches qui se synchroniseront automatiquement avec les équipements de test sur le terrain, ce qui réduira considérablement le temps passé par les techniciens sur le terrain à des tâches administratives tout en minimisant les erreurs de saisie de données. Recherchez des solutions de gestion des tests sur le terrain de bout en bout qui incluent des capacités de reporting, des paquets de clôture automatisés et la validation des lots, ainsi que des analyses perspicaces, comme TestFlow.
En exploitant la puissance du cloud pour votre flux de travail, vous garantirez la conformité totale de vos méthodes de procédures (MoP), la clôture des travaux et la facturation plus rapide, tout en obtenant des informations pour des décisions commerciales éclairées.
Que réserve l'avenir pour le FTTx ?
Avec des changements sans précédent à travers le monde, avec plus de personnes travaillant à distance, plus de vidéoconférences et plus de consommation vidéo, l'IoT et les nouvelles applications propulsées par la 5G à l'horizon, le besoin de vitesse est stupéfiant. Les réseaux FTTx représentent la base solide en fibre des déploiements 5G efficaces, et sont donc essentiels pour aller de l'avant. L'avenir est à la fibre, et c'est maintenant.
