Connaissance

La fibre optique constitue la base des réseaux de communication modernes, mais elle ne constitue pas un produit unique. Les deux principaux types de fibres optiques sontfibre monomode-(SMF) etfibre multimode(MMF). Comprendre la différence entre ces deux types de câbles à fibre optique - et savoir quand utiliser chacun d'eux - est essentiel pour toute personne planifiant un déploiement de réseau, mettant à niveau une infrastructure existante ou spécifiant la fibre pour un centre de données, un campus ou un projet de télécommunications.

Ce guide explique comment la fibre optique est classée, détaille les principaux sous-types et normes au sein de chaque catégorie et fournit des conseils pratiques pour choisir la bonne fibre pour votre réseau.

Comment la fibre optique est classée

L’une des raisons pour lesquelles les types de fibres peuvent sembler déroutants est qu’il existe plusieurs façons valables de classer les fibres optiques. Les méthodes les plus courantes sont :

• Par propagation de la lumière (mode) :Fibre monomode-fibre multimode ou fibre multimode - : le point de départ le plus pratique pour la plupart des acheteurs.
• Par profil d'indice de réfraction :L'étape-fibre d'indice vs la fibre d'indice graduée-- décrit la façon dont l'indice de réfraction du noyau est structuré.
• Par matière :fibre de verre vsfibre optique en plastique- définit de quoi est faite la fibre.
• Par normes :Classes OM (OM1 – OM5) pour le multimode ; G.652, G.657 et autresRecommandations UIT-T G.65xpour le mode simple-.

Pour les ingénieurs, les planificateurs de réseau et les équipes d'approvisionnement, l'approche la plus utile consiste à commencer par la décision monomode ou multimode, puis à affiner par standard et scénario de déploiement. Les autres méthodes de classification - profil d'indice de réfraction, matériau - fournissent des informations utiles mais déterminent rarement la décision d'achat principale dans les projets de réseaux grand public.

Fibre monomode- ou fibre multimode : principales différences

Fibre monomode-possède un petit noyau (généralement d'environ 8 à 10 µm) qui ne permet qu'un seul mode de lumière se propager. Cela élimine la dispersion modale et permet aux signaux de parcourir de longues distances avec une dégradation minimale -, ce qui en fait le choix standard pour les réseaux fédérateurs de télécommunications, les réseaux métropolitains, les réseaux d'accès et les liaisons longue distance-.

Fibre multimodepossède un noyau plus grand (50 µm ou 62,5 µm) qui prend en charge plusieurs modes de lumière simultanément. Il est largement déployé pour les liaisons à plus courte portée-dans les bâtiments d'entreprise, les réseaux fédérateurs de campus etcentres de données, où les distances de liaison sont généralement inférieures à quelques centaines de mètres.

Une idée fausse très répandue est que le prix du câble détermine à lui seul quelle fibre est la moins chère. En pratique, le coût total du système dépend fortement des émetteurs-récepteurs, des connecteurs et de la main d'œuvre d'installation. Pour les environnements d'entreprise et de centres de données à courte portée, la fibre multimode offre souvent un coût total du système inférieur, car les émetteurs-récepteurs et les connecteurs compatibles VCSEL-sont moins chers que les optiques monomodes-. Cependant, à mesure que la distance de liaison augmente, le mode unique- devient nécessaire, quel que soit le coût, car la fibre multimode ne peut pas maintenir la qualité du signal sur des portées étendues.

Types de fibres multimodes : OM1, OM2, OM3, OM4 et OM5

La fibre multimode est divisée en qualités définies par leAITet les normes ISO/CEI. Ces niveaux - OM1 à OM5 - diffèrent principalement par la bande passante modale, qui détermine la distance dans laquelle ils peuvent transmettre des données à une vitesse donnée.

OM1 et OM2 : fibre multimode héritée

La fibre OM1 utilise un noyau de 62,5 µm et a été conçue à l'origine pour les sources lumineuses à base de LED-. OM2 utilise un noyau de 50 µm et a également été initialement conçu pour la transmission des LED. Les deux qualités ont une bande passante limitée par rapport aux normes modernes et sont classées comme types de fibres existants. La TIA recommande queles nouvelles installations utilisent OM3, OM4 ou OM5plutôt que OM1 ou OM2.

Si vous rencontrez OM1 ou OM2 dans un bâtiment existant, il peut toujours transporter un trafic Ethernet de 1 Gigabit sur de courtes distances. Mais pour tout nouveau projet de câblage, spécifier OM1 ou OM2 limite les futures options de mise à niveau et doit généralement être évité.

OM3 :-Multimode optimisé par laser pour 10G et au-delà

OM3 a été la première qualité de fibre multimode conçue spécifiquement pour les sources laser VCSEL à 850 nm. Il dispose d'une bande passante modale effective (EMB) de 2 000 MHz·km à 850 nm, qui prend en charge 10 Gigabit Ethernet jusqu'à 300 mètres. OM3 reste une option viable pour les réseaux d'entreprise où les liaisons 10G dominent et les distances sont modérées.

OM4 : bande passante plus élevée pour les liaisons entre centres de données et campus

OM4 offre un EMB de 4 700 MHz·km à 850 nm - soit plus du double de celui d'OM3. Cela lui permet de prendre en charge 10 Gigabit Ethernet jusqu'à 400 mètres et 100 Gigabit Ethernet (100GBASE-SR4) jusqu'à 100 mètres. Pour de nombreux projets de rafraîchissement de centres de données et de déploiement de nouveaux backbones de campus, OM4 atteint le bon équilibre entre performances, portée et coût.

OM5 : multimode à large bande pour une transmission multi-longueurs d'onde

OM5, également connu sous le nom de fibre multimode à large bande (WBMMF), est spécifié à 850 nm et 953 nm. Il est conçu pour prendre en charge le multiplexage par répartition en longueur d'onde courte (SWDM), qui transmet plusieurs longueurs d'onde (généralement 850, 880, 910 et 940 nm) sur une seule paire de fibres. Cela rend OM5 pertinent lorsque votre feuille de route inclut des émetteurs-récepteurs basés sur SWDM-pour la transmission 40G, 100G ou 400G.

Cependant, OM5 n'est pas automatiquement requis pour tous les réseaux multimodes modernes. Si votre déploiement utilise des émetteurs-récepteurs standard de 850 nm sans SWDM, OM4 offre les mêmes performances à un coût de câble inférieur. Évaluez OM5 lorsque des stratégies multi-longueurs d'onde font partie de votre plan de mise à niveau actuel - et non par défaut.

OM3 vs OM4 vs OM5 : guide de décision rapide

Types de fibre monomode- : G.652 contre G.657

Les normes-fibres monomodes sont définies par leUIT-T(Union internationale des télécommunications – Secteur de la normalisation des télécommunications). Bien qu'il existe plusieurs recommandations G.65x, deux sont les plus importantes pour la majorité des décisions de déploiement : G.652 et G.657.

G.652 : la fibre monomode standard-

ITU-T G.652 est la fibre monomode-la plus largement installée au monde. Normalisé pour la première fois en 1984, il spécifie une fibre avec une longueur d'onde à dispersion nulle proche de 1 310 nm, optimisée pour un fonctionnement dans la bande de 1 310 nm et également utilisable dans la bande de 1 550 nm. La sous-catégorie la plus actuelle, G.652.D, élimine le pic d'eau pour un fonctionnement à spectre complet - et offre des performances de dispersion en mode de polarisation (PMD) plus étroites -, ce qui la rend adaptée aux systèmes CWDM et DWDM.

G.652 reste le choix par défaut à des fins-généralesfibre monomode-dans les réseaux de base, de métro et de transport où les exigences en matière de rayon de courbure-sont standard (rayon de courbure minimum de 30 mm).

G.657 : Fibre monomode insensible à la courbure--

La norme ITU-T G.657 a été créée pour répondre aux défis de flexion qui se posent dans les réseaux d'accès, le câblage intérieur et les environnements-d'espace limité tels que les centres de données. Les fibres G.657 tolèrent des rayons de courbure plus serrés avec une perte de signal nettement inférieure à celle du G.652.

Il existe deux catégories principales au sein de G.657 :

• Catégorie A (G.657.A1, G.657.A2) :Entièrement conformes à G.652.D, ce qui signifie qu'ils peuvent être déployés partout où G.652.D est spécifié tout en offrant des performances de pliage améliorées. G.657.A1 prend en charge un rayon de courbure minimum de 10 mm ; G.657.A2 prend en charge 7,5 mm.
• Catégorie B (G.657.B2, G.657.B3) :Optimisé pour les virages très serrés dans les accès à courte portée-et dans les environnements intérieurs, le B3 prenant en charge un rayon de courbure minimum de 5 mm. Les fibres de catégorie B peuvent ne pas être entièrement conformes aux spécifications de dispersion chromatique G.652.D, mais elles sont compatibles avec le système-pour une utilisation sur le réseau d'accès.

Dans les déploiements d'accès où la fibre doit être acheminée à travers des colonnes montantes étroites, de petits boîtiers ou autour d'angles vifs, les fibres G.657 réduisent le risque de perte de courbure excessive. Dans les environnements de centres de données à haute-densitécordon de brassageroutage, la fibre conforme G.657.A-offre un avantage significatif par rapport à la norme G.652.

G.652 vs G.657 : quand choisir chacun

Étape-Index ou gradué-Fibre d'indexation

Une autre façon de classer la fibre optique est son profil d'indice de réfraction. Dans unétape-indexfibre, l'indice de réfraction est uniforme dans tout le cœur et chute fortement à la limite de la gaine du cœur-. Dans unindice noté-fibre, l'indice de réfraction diminue progressivement du centre du cœur vers la gaine.

Cette distinction est importante car le profil d'indice de réfraction affecte directement la dispersion modale. Dans la fibre multimode à échelon-d'indice, différents modes de lumière se propagent à des vitesses différentes à travers un noyau uniforme, ce qui entraîne l'arrivée des signaux à des moments différents et limite la bande passante. Dans la fibre multimode à indice gradué-, l'indice de réfraction variable fait que les rayons lumineux les plus éloignés du centre central se déplacent plus rapidement, compensant en partie leur trajet plus long. Cet effet d'égalisation réduit considérablement la dispersion modale et permet une bande passante plus élevée sur de plus longues distances.

Pratiquement toutes les fibres multimodes modernes utilisées dans les communications de données - OM2, OM3, OM4 et OM5 - sont classées-index. La fibre multimode à indice de marche-est principalement associée à des conceptions plus anciennes et à des applications spécialisées telles que la fibre optique plastique (POF). En revanche, la fibre monomode-utilise un profil d'indice en escalier-par défaut, mais comme un seul mode se propage, la dispersion modale ne s'applique pas.

Fibre de verre vs fibre optique en plastique

La plupart des fibres optiques utilisées dans les télécommunications et les réseaux de données sont fabriquées à partir de verre de silice. La fibre de verre offre une faible atténuation, une bande passante élevée et convient à la transmission longue-distance. Toutes les normes OM et G.65x évoquées ci-dessus s'appliquent à la fibre de verre.

Fibre optique en plastique(POF) utilise un noyau en polymère, généralement avec une conception d'index-à grands pas. Il est plus facile à terminer et plus flexible que la fibre de verre, mais il présente une atténuation beaucoup plus élevée et une bande passante plus faible. POF est utilisé dans des applications de liaison courte-telles que les réseaux automobiles, les connexions audio/vidéo domestiques et la détection industrielle - et non dans les réseaux de communication traditionnels à haute capacité-.

Comment choisir la bonne fibre pour votre réseau

Plutôt que de considérer la sélection des fibres comme un exercice classique, abordez-la comme une décision pratique basée sur votre déploiement spécifique. Voici les facteurs clés, appliqués aux scénarios courants :

1. Déterminez vos exigences en matière de distance

Si vos liaisons dépassent quelques centaines de mètres, la fibre monomode-est généralement la seule option viable. Pour les liaisons de moins de 300 à 400 mètres - communes à l'intérieur des bâtiments, entre les bâtiments d'un campus ou au sein d'uncentre de donnéesLa fibre multimode - peut fournir les performances requises à un coût total inférieur.

2. Évaluez le coût total du système, pas seulement le prix du câble

Le câble à fibre multimode peut être légèrement plus cher au mètre que le câble à fibre monomode-sur certains marchés, mais le câble multimodeémetteurs-récepteurset les connecteurs sont généralement beaucoup moins chers. Pour les liaisons à courte portée-dans les centres de données et les environnements d'entreprise, les économies réalisées sur les émetteurs-récepteurs dépassent souvent toute différence de coût de câble. À mesure que les exigences de portée augmentent, l'économie évolue vers un mode unique-.

3. Évaluer l'environnement d'installation physique

Dans les réseaux d'accès, les installations de colonnes montantes et les scénarios de gestion de câbles à haute densité-, les virages serrés sont inévitables. Si vous déployez une fibre-monomode dans ces conditions, en spécifiantFibre insensible à la courbure G.657-réduit le risque d’atténuation excessive dans les virages. Pour l'intérieur etcâble intérieurles applications où le routage est contraint, ceci est particulièrement important.

4. Planifiez la vitesse et le chemin de mise à niveau

Si vous construisez une nouvelle infrastructure multimode, évitez de spécifier OM1 ou OM2. Pour les exigences 10G à 100G, OM4 est le choix le plus courant. Si la feuille de route de votre organisation inclut des émetteurs-récepteurs basés sur SWDM-, évaluez OM5. Pour le mode unique-, la fibre conforme G.657.A-offre une compatibilité descendante avec G.652.D tout en offrant une meilleure tolérance de courbure -, ce qui en fait une valeur par défaut judicieuse pour les nouvelles installations-monomode.

5. Tenez compte de la construction des câbles et de l'environnement

Le type de fibre optique à l’intérieur d’un câble est distinct de la construction du câble. La même fibre monomode-ou multimode peut être conditionnée danscâbles souterrains, câbles aériens, câbles intérieurs à tampon serré-, oucâbles extérieurs à tube-libérésselon l'endroit où il sera installé. Assurez-vous de spécifier à la fois le type de fibre et la construction de câble appropriée pour votre environnement.

Erreurs courantes lors de la sélection de la fibre optique

Plusieurs erreurs récurrentes conduisent à des choix de fibres sous-optimaux :

• Spécifier OM1 ou OM2 pour les nouvelles installations.Ces qualités héritées limitent la bande passante et les capacités de mise à niveau futures. La TIA recommande OM3, OM4 ou OM5 pour tous les nouveaux déploiements multimodes.
• En comparant uniquement le coût du câble.Ignorer les coûts de l’émetteur-récepteur, du connecteur et de l’installation donne une image incomplète. Le coût total de la liaison - et non le coût du câble seul - devrait déterminer la décision.
• Confondre le type de fibre avec la construction du câble.La gaine, l'armure et le support d'un câble à fibre optiqueconception structurellesont choisis en fonction de l’environnement d’installation. La fibre à l'intérieur est choisie en fonction des exigences de transmission. Ce sont deux décisions distinctes.
• Par défaut sur OM5 sans feuille de route SWDM.OM5 ajoute de la valeur lorsqu'une transmission multi-longueurs d'onde est prévue. Sans émetteurs-récepteurs SWDM, OM4 offre les mêmes performances de longueur d'onde unique-à moindre coût.
• Utilisation de la norme G.652 dans des environnements-étroits.Lorsque le routage traverse de petits boîtiers ou des coins étroits, la fibre insensible aux courbures G.657-évite toute perte inutile de signal.

Applications typiques par type de fibre