1/99 ou 10/90 sont utilisés dans des scénarios spéciaux quand?
Dans le domaine des communications par fibre optique et de la détection par fibre optique distribuée, les coupleurs ou diviseurs « asymétriques » (Unbalanced Splitter/Coupler), en particulier ceux avec un rapport de division de 1/99 (également appelé 99:1) ou 10/90 (également appelé 90:10), appartiennent à la catégorie des dispositifs optiques passifs hautement asymétriques (généralement fabriqués par le procédé de fusion étirée FBT).
Ces coupleurs asymétriques jouent un rôle irremplaçable dans les scénarios d’ingénierie et académiques spéciaux suivants :
1. Surveillance en temps réel de la puissance optique en ligne (Online Power Monitoring / Tap)
C’est le scénario d’application le plus classique pour les coupleurs 1/99.
- Mécanisme physique : Dans les lasers à fibre optique de haute puissance, les amplificateurs à fibre dopée à l’erbium (EDFA) ou les émetteurs optiques de réseau dorsal, il est nécessaire de connaître la puissance optique de sortie actuelle en temps réel. L’utilisation d’un coupleur symétrique entraînerait une perte significative de puissance du signal lumineux.
- Solution : Introduire un coupleur 1/99.
- Canal principal (port 99 % ) : Laisse passer le signal lumineux avec une perte quasi nulle, introduisant une perte d’insertion additionnelle théorique d’environ 0.04\text{ dB} , garantissant la qualité de la transmission en aval.
- Canal de surveillance (port 1 % ) : Dirige une quantité extrêmement faible de puissance optique (atténuation d’environ -20\text{ dB} ) vers un photodétecteur (PD) haute sensibilité pour la surveillance en ligne de la durée de vie de la source lumineuse, des changements d’atténuation de ligne ou comme signal de commande pour une boucle de rétroaction.
2. Topologies de réseau de type bus/chaîne longue distance (Bus / Linear Topology)
Dans les réseaux de communication ou de détection linéaires le long des routes, tunnels, métros, galeries de services, etc., la topologie en chaîne (Daisy Chain) est souvent utilisée pour économiser les câbles optiques principaux.
- Mécanisme physique : Si des coupleurs symétriques 50/50 sont utilisés, la puissance optique après une mise en cascade diminue de manière exponentielle (après 5 niveaux de mise en cascade, la puissance optique à l’extrémité a diminué à environ 3 % de la puissance d’origine).
- Solution : Utiliser des coupleurs de rapport asymétrique pour une « conception d’équilibrage de la puissance optique ».
- Les nœuds de proximité de la source lumineuse, où l’intensité lumineuse est la plus élevée, utilisent des coupleurs 1/99 ou 2/98 pour ne prélever qu’une petite quantité d’énergie pour une utilisation locale.
- Les nœuds intermédiaires utilisent successivement des coupleurs 5/95, 10/90, 20/80.
- Le dernier nœud utilise un coupleur 50/50.
- Cette méthode de mise en cascade peut garantir que chaque nœud terminal de la chaîne reçoit approximativement la même puissance optique absolue.
3. Diagnostic et test en ligne sans interruption de service (In-service Testing / OTDR)
- Mécanisme physique : Pour les liaisons de fibre optique principales transportant des services essentiels, la communication ne peut pas être interrompue pour des tests.
- Solution : Utiliser des coupleurs 10/90 ou 1/99 pour laisser 90 % ou 99 % de la bande passante et de la puissance au flux de trafic principal. Le port restant, de faible proportion, sert de dérivation pour connecter un réflectomètre optique dans le domaine temporel (OTDR) ou un analyseur de spectre optique (OSA). Sans perturber la communication normale, injecter une faible lumière de test ou effectuer une analyse spectrale permet un dépannage en ligne en temps réel de l’état de la liaison.
4. Interféromètres à fibre optique et réseaux de détection à haute dynamique (Interferometry & Sensor Balancing)
- Mécanisme physique : Dans les interféromètres à fibre optique tels que Michelson ou Mach-Zehnder, il est nécessaire que la lumière de retour du bras de référence et du bras de signal soient de puissance similaire pour obtenir des franges d’interférence de contraste maximal.
- Solution : Étant donné que le bras de signal peut pénétrer dans des environnements hostiles ou subir une transmission sur de longues distances, il est soumis à des pertes de macro-courbure, de micro-courbure et de diffusion bien supérieures à celles du bras de référence. Les concepteurs utilisent souvent des coupleurs asymétriques 10/90, voire plus extrêmes, pour injecter 90 % de la puissance dans le bras de signal fortement atténué, tandis que 10 % de la puissance est injectée dans le bras de référence, afin de réaliser un équilibre parfait de la puissance de retour des deux bras à la réception et d’améliorer le rapport signal/bruit du système.
Relation avec les produits et systèmes de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)
Dans les réseaux de détection de température et de déformation à base de réseaux de Bragg en fibre optique (FBG) distribués de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), le budget de puissance optique précis et la gestion des canaux sont cruciaux.
Pour étendre efficacement les canaux physiques du démodulateur de réseau de Bragg en fibre optique et réduire le coût matériel par point de mesure, des coupleurs optiques de haute qualité (tels que les coupleurs symétriques typiques 1x2, 1x4, utilisant une planification spectrale rigoureuse pour multiplexer les capteurs FBG dans différents canaux) sont généralement utilisés sur la ligne de transmission principale.
Cependant, face à des réseaux FBG complexes et étendus dans des galeries de services longues distances ou des grands espaces de grande hauteur avec des combinaisons mixtes (étoile + chaîne), les coupleurs asymétriques (tels que 10/90) peuvent servir de dispositifs clés pour le réglage fin de l’énergie optique, garantissant que le spectre de réflexion du réseau de Bragg reçu par chaque canal de détection dans l’ensemble du réseau atteigne le seuil de démodulation optimal.
Pour la planification spectrale en cascade, le budget d’atténuation de liaison et d’autres indicateurs techniques relatifs à ces dispositifs optiques dans les réseaux de détection FBG, veuillez consulter la page produit officielle :
OFSCN® Optical Fiber Splitter