Fibre optique multimode : le dossier d’information

Les fibres optiques sont basées sur le principe de la réflexion interne totale : la lumière qui circule à l’intérieur du noyau de fibre optique est réfléchie dans le noyau lorsqu’elle atteint la limite entre un bardage et un noyau.

Les signaux lumineux se propagent à travers le noyau de la fibre optique, mais la façon dont ils se propagent varie en fonction du type de fibre.

Le nom du type de fibre optique est explicite ; le chemin de propagation est unique (fibre optique monomode) ou multiple (fibre optique multimode).

Remarque : La réalité est que la fibre optique monomode transporte en réalité huit à 10 modes qui, par ordre d’ampleur, sont considérés comme « uniques » par rapport aux 1 300 modes qu’une fibre optique multimode peut transporter. Le mode dans lequel la lumière se déplace dépend de :

• La géométrie
• Le profil d’index de la fibre optique
• La longueur d’onde de la lumière

Le facteur de géométrie dépend fortement de la taille du noyau :

Ce graphique devrait vous aider à visualiser les différences physiques entre les types de fibre optique. Tous ont des diamètres extérieurs 125 microns (la dimension du bardage). Ils diffèrent par la taille et la construction de leurs noyaux. Le noyau de diamètre plus grand de 62,5 et son ouverture numérique (ON) plus grande en font le meilleur choix pour les systèmes à LED, car il recueille plus de lumière à partir du modèle d’émission plus large des LED typiques. Une taille de 50 microns est moins efficace pour les LED, mais le modèle d’émission plus étroit des VCSEL (diode laser) se couple également bien en50 et 62,5 microns. La capacité inférieure de collecte de la lumière de 50 microns signifie qu’il transporte moins de modes et, par conséquent, a une bande passante globale plus élevée que 62,5. Cela est porté à l’extrême avec la fibre optique monomode.

Quand devons-nous choisir un type par rapport à l’autre ? Cela dépend, comme toujours, de vos besoins.

Au cours de l’évolution technologique naturelle, cinq classes de fibre optique différentes ont été développées. Comme nous l’avons vu dans la section sur l’histoire, la première fibre optique multimode avait un noyau de 62,5 microns (OM1). Elle a été utilisée pendant de nombreuses années, ainsi que la version 50 microns (OM2) plus efficace. Ces deux types sont désormais rarement utilisés.

La nomenclature OMx provient de la norme ISO 11801 et s’étend de OM1 à OM5. Nous allons maintenant décrire chacun d’eux et comparer leur construction et les distances et applications prises en charge.

OM1

Conçu à l’origine pour toutes les applications multimodes utilisant des transmetteurs LED, OM1 est basé sur un noyau de 62,5 microns. Les câbles intérieurs sont identifiables par la gaine de couleur orange traditionnelle. OM1 prend en charge 10G jusqu’à 33 m (10GBASE-SR). Dans le contexte des entreprises d’aujourd’hui, beaucoup considèrent OM1 utilisable uniquement pour les extensions ou les réparations d’anciennes installations nécessitant des applications à faible bande passante.

OM2

Assez similaire à OM1 mais avec un cœur de 50 microns. Prend en charge 10G jusqu’à 82 m étant donné sa bande passante légèrement plus élevée.

OM4

En tant qu’évolution des spécifications OM3, le type de fibre optique OM4 de 50 microns a gagné une popularité substantielle. Avec plus du double de la bande passante effective à 850 nm, OM4 a introduit une portée étendue pour les applications existantes (applications de gigabits et multigigabits) et a permis de futures applications. Il est utile de noter que le LazrSPEED 550 de CommScope a été le précurseur de cette norme.

Rétrocompatible avec OM3, il prend en charge 10G jusqu’à 550 m. La couleur de la gaine est également aquatique. Consultez le tableau des distances prises en charge dans la section suivante pour obtenir les spécifications d’autres applications.

OM5

Pour en savoir plus sur l’histoire du MMF et mieux comprendre les implications de l’innovation OM5, consultez ce livre blanc.

Évolution du marché
Comment le marché a-t-il réagi à l’évolution de la technologie ? Consultez le tableau ci-dessous. Certes, plus le type de fibre optique est capable, plus le prix est élevé, cela joue donc un rôle sur le marché.

Pour obtenir des conseils utiles lors de la conception de votre réseau, vous pouvez consulter ce guide de conception.

Le DMD (délai en mode différentiel) décrit la différence de temps de délai entre les impulsions les plus récentes et les plus anciennes arrivant dans la fibre optique multimode. Cette « dispersion des impulsions » limite la bande passante et est la raison principale pour laquelle la fibre optique multimode OM1/OM2 conventionnelle ne peut pas prendre correctement en charge 10 Gbit/s.

Dans la fibre optique multimode, la dispersion est provoquée par la dispersion modale et chromatique. La dispersion modale existe parce que les différents rayons lumineux (modes) ont une longueur de trajectoire différente ; par conséquent, les rayons qui entrent en même temps ne quitteront pas l’autre extrémité de la fibre optique en même temps. La bande passante modale est contrôlée par l’élargissement d’impulsion en raison des différences dans de nombreux modes de propagation (300 à 900).

Les fibres optiques multimodes modernes ont une structure qui réduit l’effet de la dispersion modale. Ces fibres, appelées « fibres optiques d’index graduées » sont utilisées dans tous les produits de fibres multimodes SYSTIMAX® SCS.

Avec la transmission par fibre optique multimode, des distances allant jusqu’à 2 km sont possibles ; cependant, à mesure que les vitesses augmentent, la prise en charge de la distance est réduite. L’ajout de connecteurs (qui réduisent la puissance du signal) limite également la distance que les applications peuvent prendre en charge. Une bande passante plus élevée et une meilleure connectivité permettent d’optimiser les performances des systèmes MMF.

Pour les systèmes monomodes, le diamètre de cœur en verre a été réduit à une taille où un seul chemin (mode) peut se propager à travers la fibre optique. La dispersion modale n’est plus présente. Cependant, la dispersion existe toujours dans une fibre optique monomode. Différentes longueurs d’onde se déplacent à différentes vitesses dans le verre. Ces différences de longueur d’onde donnent lieu à une « dispersion chromatique ». La dispersion chromatique est liée à la source lumineuse, qui a normalement une plage de longueurs d’onde.

Les connecteurs SC et FC étaient autrefois les rois du domaine de la connectivité optique, mais n’ont pas été capables de répondre aux exigences croissantes en matière de densité, de performances, d’évolutivité et de facilité de déploiement.

L’industrie a plutôt adopté des connecteurs LC et MPO et les utilise depuis un certain temps, et pour de très bonnes raisons. Obtenez une perspective plus claire des avantages des connecteurs LC et MPO dans la vidéo ci-dessous. Les connecteurs seront abordés plus en détail dans une rubrique principale distincte sur cette page.

En plus de ce que vous avez lu dans les sections précédentes, nous devons examiner ce que l’avenir pourrait apporter. Certains data centers cherchent à passer à la 400G. Une considération clé est de savoir quelle technologie optique est la meilleure. Le marché de l’optique pour la 400G est stimulé par les coûts et les performances, les OEM essayant d’accéder au point d’ancrage des data centers. Vous pouvez trouver plus d’informations ici..

Un autre aspect à prendre en compte est le nombre de cœurs de fibre optique qui seront nécessaires à l’avenir pour prendre en charge les applications à forte demande. Même en utilisant la capacité de multiplexage de OM5, certaines applications comme 400G ou 800G exigeront plusieurs cœurs de fibre optique par liaison, et un DC dispose d’un grand nombre de liaisons. Un nombre de fibres optiques plus élevé peuvent donc devenir indispensables dans les DC. En savoir plus à ce sujet dans l’article de notre expert.

Le besoin de données et de puissance à travers la fibre optique

Les appareils réseau apparaissent partout dans les bâtiments et sur les campus, des appareils tels que des sites de petites cellules, des points d’accès Wi-Fi, des caméras IP, des contrôles d’accès et d’inventaire des bâtiments, et d’innombrables autres.

Alors que ces nouvelles applications améliorent la connectivité des utilisateurs, l’efficacité des technologies opérationnelles et la sécurité et la sûreté à l’échelle de l’établissement, elles vous placent également devant un défi nouveau et croissant : obtenir des données haut débit et une connectivité électrique à chaque appareil, à l’intérieur comme à l’extérieur, avec les performances à faible latence nécessaires pour tirer parti de l’architecture de réseau périphérique.

Une solution de fibre optique alimentée permet de relever relativement facilement ces défis dans un seul câble, facile à manipuler, avec des options adaptées aux déploiements extérieurs étanches ou aux installations intérieures avec plenum.

Une solution fibre optique combine une connectivité de données fibre optique à faible latence et de hautes performances avec une connexion d’alimentation par courant continu basse tension en cuivre. Cela permet d’activer la connexion de n’importe quel nombre d’appareils à distance motorisés sans avoir besoin de nouveaux canaux de communication, de câbles supplémentaires encombrants ou d’électriciens coûteux. Grâce à la solution de câbles fibre optique, votre réseau peut bénéficier d’un accès à un écosystème étendu et croissant d’applications connectées en réseau, notamment :

En tant que moyen de transmission des données, la fibre optique est plus puissante que le cuivre. Mais l’installation est par conséquent plus complexe et une expertise qualifiée est nécessaire. Le réseau PartnerPRO® de CommScope peut être un outil utile sur votre chemin vers la certification et l’expertise.

Si vous ou votre équipe cherchez à en apprendre davantage formellement sur la fibre optique multimode, nous proposons deux cours qui permettent aux étudiants d’apprendre à leur propre rythme. Les deux cours sont disponibles en ligne dans plusieurs langues.