Les réseaux optiques aériens du FTTH aussi fiables que les réseaux cuivres ?

Réseaux télécoms & FTTH
Jeudi 14 octobre 2021

Depuis près d’un siècle, ACOME accompagne les déploiements des réseaux de télécommunication. Durant ces 50 dernières années, les réseaux de télécommunications cuivre (développé à 50% par ACOME en France) ont apporté un service extrêmement fiable. En effet, en France, la « coupure » d’une ligne télécom cuivre est inférieure à 2h en moyenne sur toute la durée de vie du réseau.

Aujourd’hui, ce réseau laisse la place à la fibre optique, avec un débit plus important pour répondre aux enjeux actuels et futurs ainsi qu’aux attentes du plan très haut débit.

ACOME est un acteur reconnu des réseaux optiques aériens

ACOME, c’est 20 ans d’expérience et d’expertise des réseaux à fibres optiques, avec la fiabilité et la pérennité comme source d’innovation. La fibre optique se déploie en grande partie en utilisant des infrastructures aériennes et ACOME est un acteur référent dans ce domaine. Les chiffres parlent d’eux-mêmes : depuis le début du plan très haut débit en France en février 2013, aucune interruption ou dégradation de service associée au réseau aérien à fibres optiques n’a été constaté et cela, malgré les contraintes environnementales (notamment les très fortes tempêtes subies par l’Europe ces dernières années).

Fiabilité optique et mécanique : les secrets de la réussite

Afin d’assurer la robustesse des réseaux à fibres optiques et d’optimiser leur durée de vie, deux éléments majeurs sont à prendre en compte:

  • La fiabilité optique : Faire en sorte que la transmission du signal optique ne se détériore pas au cours de la durée de vie du câble
  • La fiabilité mécanique : Faire en sorte que la fibre ne casse pas durant la durée de vie du câble

Comment préserver la fiabilité de la transmission optique ?

Le choix de la fibre : un paramètre primordial

Quelles que soient les contraintes auxquelles le câble est exposé, le choix de la fibre optique a un rôle très important. En complément de la conception du câble, le type de fibre utilisé détermine la résilience du réseau face aux différents évènements qu’il va connaitre au cours de sa durée de vie. Ces évènements génèrent des contraintes de courbure sur les fibres optiques (micro ou macro courbures).

Les fibres optiques de la famille G657A2 sont conçues pour diminuer la sensibilité aux courbures. Une fibre de type G652D sera nativement plus sensible aux courbures qu’une fibre de type G657A2.

Prenons différents exemples :

La compression du câble à fibre optique (écrasement, pincement de la gaine), génère des contraintes de micro-courbure sur les fibres optiques. Celles-ci peuvent créer, selon les longueurs d’ondes utilisées, une perte d’atténuation de 3 à 25 fois supérieure en G652D qu’avec une fibre G657A2.

 

Mesures d’atténuations à différentes longueurs d’onde pour une contrainte par écrasement sur un câble optique
Exemple de mesures d’atténuations à différentes longueurs d’onde pour une contrainte par écrasement sur un câble optique.
Source : SYCABEL


Un autre exemple consiste à étudier les effets de la traction sur un câble aérien amarré à des poteaux par des pinces d’ancrage (apparition de phénomènes de micro courbure aux points d’amarrage). Dans ce second exemple on peut constater, encore une fois, la différence de comportement des deux types de fibres optiques. L’affaiblissement du signal avec la même force de traction appliquée au câble est inférieur à 0,1dB pour la fibre de type G657A2 et peut atteindre 9dB pour la fibre de type G652D.

 

Fiabilité optique et mécanique
Mesure de l’atténuation liée à la traction sur un câble optique maintenu par des pinces d’ancrage.
Source : SYCABEL


Favoriser la fibre G657A2 pour renforcer la fiabilité de la transmission optique

La gamme de fibre G657A2, dite « insensible » à la courbure, améliore considérablement la fiabilité de la transmission optique et la robustesse du réseau optique vis-à-vis de son environnement. Son utilisation dans des câbles de qualité est recommandée et même imposée dans certains cas : en juillet 2020, l’autorité française de régulation pour les réseaux de télécommunication (ARCEP) publie notamment un avis officiel imposant l’utilisation de ce type de fibre dans la BLOM (Boucle locale optique mutualisée FTTH). 

Comment préserver la fiabilité mécanique du lien optique ?

L’intérêt majeur de l’utilisation d’une fibre insensible à la courbure est clairement exposé ci-dessus, mais il faut conserver à l’esprit qu’une fibre qui serait « trop insensible », pourrait aussi être un choix risqué. En effet, certaines contraintes peuvent être invisibles lors des contrôles de validation du réseau, réalisés à l’issue de la pose du câble et de la mise en œuvre des composants du réseau.

Une contrainte peut alors échapper aux contrôles, tout en impactant fortement la durée de vie de la fibre optique. Dans les cassettes d’épissurage ou autres zones de lovage par exemple, l’atténuation liée à une forte courbure de la fibre optique peut passer inaperçue, ou être confondue avec l’atténuation liée à une épissure ou un pigtail. Si le rayon de courbure est trop faible, cela entraine un vieillissement prématuré de la fibre et sa rupture à court ou moyen terme (de quelques jours à quelques mois).

Une fibre « trop insensible » n’est donc pas fiable mécaniquement. Des rayons de courbure inférieurs à 4 mm impactent fortement la durée de vie des fibres optiques. Une différence d’un seul millimètre peut diviser par 10 la durée de vie de la fibre optique.

Par exemple, à 3mm de rayon de courbure, la fibre aura une durée de vie estimée à 100 jours tandis qu’à 2mm de rayon de courbure, sa durée de vie est estimée entre 1 et 10 jours. (Pour davantage d’informations se référer au document IEC TR 62 807).

C’est pourquoi, afin de permettre une détection des rayons de courbure impactant la durée de vie de la fibre optique, les fibres G657A2, sensibles aux courbures inférieures à 7.5mm sont fortement préconisées encore une fois. Les contraintes fortes et impactant la durée de vie de la fibre sont détectables et une intervention est possible avant la rupture ou le vieillissement prématuré de la fibre optique.

Découvrez notre article sur les micro-courbures et les macro-courbures dans les réseaux FTTH. 

L'allongement de la fibre : choisir le bon câble pour garantir la durée de vie

Au cours de sa vie, un câble aérien fait face à des contraintes qui influent sur son niveau d’allongement.

La première contrainte est la traction topologique permanente : le câble est en tension constante de par son poids, la portée entre les poteaux et la flèche acceptée par le gestionnaire d’infrastructure.

En complément, viennent s’ajouter les contraintes climatologiques intermittentes comme le vent, le poids de la glace ou la neige. Un allongement trop important de la fibre optique génère un vieillissement accéléré et une rupture de cette dernière.

Un câble aérien doit être conçu en prenant en compte l’allongement de la fibre optique, en le limitant pour des contraintes spécifiques. Plus le niveau d’allongement de la fibre en câble est élevée, plus le risque de rupture de la fibre est élevé dans le temps. Le tableau ci-dessous démontre la probabilité de casse sur 25 ans selon le niveau d’allongement de la fibre optique.

 

Probabilité de casse des fibres
Source : données de l'ITU.

 

Les câbles aériens sont conçus selon deux indicateurs majeurs permettant de connaitre la tension maximum supportée par le câble tout en encadrant l’allongement de la fibre optique: la MOT (Maximum Operating Tensile) qui correspond à la tension maximale supportée par le câble sur le long terme (par exemple, les contraintes topologiques ou la force moyenne du vent dans la zone de déploiement), et la MAT (Maximum Allowable Tensile) qui correspond à la tension maximale supportée sur le court terme, lors d’un évènement ponctuel (par exemple les contraintes climatiques  qui provoquent des pics de tension).

Ces indicateurs sont définis en accord avec le client et usuellement, dans le cas d’une utilisation aérienne, la MOT correspond à des allongements inférieurs à 10%*(zone verte dans le tableau) alors que la MAT correspond à des allongements de la fibre de10% à 30%*(Zone bleue dans le tableau). Ces indicateurs sont définis en accord avec les exploitants du réseau optique.

Ce ne sont pas les seuls paramètres à prendre en compte, puisque la conception du câble permet, de manière complémentaire, de réduire la tension apportée par les diverses contraintes environnementales.

  • L’optimisation du diamètre : plus le diamètre du câble est élevé, plus la pression exercée par le vent est forte. De plus, le poids d’un éventuel dépôt de neige ou de glace augmentera en fonction du carré de son diamètre.
  • L’optimisation du poids du câble : plus le câble aérien est léger, plus les contraintes linéaires mais également aux points d’ancrage diminuent.

Ainsi, par des optimisations dimensionnelles et par des choix judicieux des matériaux utilisés on peut optimiser le couple poids/diamètre du câble et diminuer les contraintes qu’il subit.

Pour en savoir plus, découvrez notre article sur l'allongement des câbles aériens.

Récapitulatif des points essentiels

Afin de garantir la durée de vie du réseau optique aérien, il est nécessaire de prendre en considération la fiabilité optique ainsi que la fiabilité mécanique des câbles aériens et des fibres qu’ils contiennent.

Il y a deux points majeurs qui permettent d’y parvenir.

La conception du câble

Le diamètre, le poids, la maitrise des allongements des fibres optiques au cours de la vie de l’infrastructure nécessitent une maitrise parfaite des procédés de fabrication. La qualité des matériaux de fabrication, conformes aux exigences normatives internationales sont également des éléments essentiels 

L’utilisation de câble optique à base de micro-modules souples est un élément clé permettant d’optimiser le diamètre et le poids pour renforcer la fiabilité des réseaux de télécommunications.

Le choix de fibre idéale

Pour choisir la fibre optimum, il faut opter pour un compromis entre :

  • Une fibre optique peu sensible aux courbures (micro courbures et macro-courbures) pour préserver la transmission optique vis-à-vis des contraintes externes
  • Une fibre optique suffisamment sensible pour détecter des défauts de mise en œuvre qui pourraient impacter sa durée de vie.

 

Fiabilité optique et mécanique
Bilan de la fiabilité optique et mécanique selon le type de fibre optique.

  

Conformément aux recommandations de l’ARCEP, notamment dans le recueil de spécifications fonctionnelles et techniques sur les réseaux en fibre optique jusqu'à l’abonné en dehors des zones très denses, les fibres optiques de type G.657.A2 (B-657.A2 selon EN 60793-2-50, correspondant à ITU-T G.657.A2) sont à privilégier.