CHAPITRE IV ETUDE PARAMETRIQUE DE L'EMISSION ELECTROMAGNETIQUE
IV.6. Influence de la présence d'un défaut sur le câble
Des éventuels défauts (pénétration d’eau, défauts d’isolements, mauvaise connexion) présents sur les câbles du réseau d’accès, peuvent avoir un impact important sur la qualité de la transmission xDSL.
En effet, si de tels défauts n'affectent pas de façon significative la téléphonie classique, la fourniture de hauts débits nécessite en revanche un support de bonne qualité.
Les défauts qui peuvent se produire sur le réseau d’accès sont dus à des mauvaises connexions au niveau, des jarretières dans les centraux, dans les sous répartiteurs ou encore dans les boites de raccordements. Une usure ou une pénétration d’eau dans le câble peut également engendrer un défaut d'isolement dans le câble.
Les défauts peuvent être classés en deux catégories :
¾ Défaut d'isolement caractérisé par la valeur de l'impédance entre le conducteur et la masse ou le blindage,
¾ Mauvaise connexion.
La modélisation de ces défauts se fait à l'aide d'impédances de nature résistive ou capacitive.
Dans ce paragraphe, nous abordons l'influence de ces différents types de défaut sur les émissions rayonnées.
IV.6.1. Défaut d'isolement dans un câble multifilaire du réseau de distribution
La longueur du câble est de 15 mètres et se situe à une hauteur de 1 mètre au dessus de sol. La paire est terminée sur une résistance de charge (120 Ω) et le diamètre des conducteurs de la paire est de 4/10 de mm. Les champs électriques et magnétiques ont été simulés pour une distance d'observation
"D" de 1 mètre.
Figure IV-22 : Défaut d'isolement dans un câble
Les résultats présentés dans ce paragraphe illustrent l'impact d'un défaut capacitif sur un câble véhiculant une transmission ADSL. A titre d'exemple, la figure IV-23 indique les courbes des champs électriques et magnétiques avec/sans défaut (1 nF). Elles montrent que la présence d'un défaut a pour conséquence d'augmenter le niveau des champs rayonnés (en moyenne de 30 dB) et que ce phénomène s'accroît lorsque la fréquence augmente.
104 105 106 107 108
-150 -100 -50 0 50
Fréquence [Hz]
Champs Electrique [dBuV/m] Câble série 88 (4/10) Ecran relié, ADSL Sans défaut
Avec défaut(1nF)
104 105 106 107 108
-120 -100 -80 -60 -40 -20
Fréquence [Hz]
Champs Magnétique [dBuA/m]
Sans défaut Avec défaut(1nF)
Figure IV-23 : Influence d'un défaut capacitif dans le câble sur les émissions rayonnées
D'autres résultats sont reportés dans l'annexe E, ils indiquent le niveau des champs rayonnés par réseau transmettant un signal ADSL, ADSL2+ ou VDSL et ce en fonction de différentes valeurs de défaut dans le câble.
Dans le cas d'un câble de distribution écranté possédant un défaut de type capacitif (entre 1 et 50 nF), les champs électriques et magnétiques dus à une transmission de type ADSL sont reportés sur les courbes des figures IV-24 et IV-25. Le diamètre des conducteurs des paires est de 4/10 de mm.
Blindage
Paire de transmission Défaut
Figure IV-24 : Champ électrique, Transmission ADSL, Impact des défauts, câble de distribution, écran relié
Figure IV-25 : Champ magnétique, Transmission ADSL, Impact des défauts, câble de distribution écran relié
Les résultats présentés sur les figures IV-24 et IV-25 montrent l'accroissement des champs électrique et magnétique pour un défaut de valeur croissante. Cet impact est négligeable pour les basses fréquences, par contre la présence d'un défaut agit nettement sur le niveau des champs rayonnés en haute fréquence.
IV.6.2. Localisation d'un défaut dans un câble de distribution
Nous abordons dans ce paragraphe l'évolution du champ électromagnétique en fonction du point d'observation, afin d'étudier la possibilité de localiser un défaut dans un câble de distribution. Le câble étudié se situe à une hauteur de 1 mètre au dessus de sol, il est terminé sur une résistance de charge (120 Ω).
Les champs électriques et magnétiques ont été simulés pour une distance d'observation "D" de 1 mètre et Dz allant de 2 à 13 mètres (Figure IV-26). Un défaut capacitif de 5 nF est localisé au point milieu de câble.
Figure IV-26 : Configuration en présence d'un défaut localisé au point milieu du câble
A titre d'exemple les courbes présentées sur la figure IV-27 représentent l'évolution du champ électrique en fonction de la distance Dz (F = 1MHz). Les résultats sont relatifs à la distribution des émissions rayonnées par une transmission ADSL en fonction de la distance où se trouve le défaut (Distance = 0).
-6 -4 -2 0 2 4 6
70 75 80 85 90 95
Distance [m]
Champs Electrique [dBuV/m]
Câble série 88 (4/10) Ecran relié
1nF 10nF
Figure IV-27 : Champ électrique, Défaut capacitif 5 et 10 nF, Transmission ADSL, Dz = 2→13 m
Les résultats obtenus traduisent l'effet d'un défaut sur les émissions rayonnées. On constate en effet, que la présence d'un défaut augmente le rayonnement du câble, par ailleurs, le niveau du champ électrique est fonction du point d'observation et de la valeur du défaut capacitif. En se rapprochant du défaut, le rayonnement augmente et il est lié à la valeur de la distance Dz. On note également, que loin du défaut, les valeurs des émissions décroissent rapidement.
Dans le domaine de transmission téléphonique, il existe des techniques d'analyse fréquentielle permettant la détection et la localisation des défauts [BUC03] [MAR01] [FEL02]. Cependant, la précision de ces méthodes est limitée par de multiples aspects. La combinaison entre nos résultats (modèle du câble, formule corrélative concernant les émissions conduites) et ces techniques pourrait offrir la possibilité de localiser les défauts avec une bonne précision tout en limitant la zone d'intervention.
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L = 15 m
D = 1 m (P) Point d'observation
Câble
Dz