- Aperçu de la médiathèque des connaissances
- Connaissances de base sur les réseaux de fibres optiques
Structure de la fibre optique
Les fibres optiques modernes contiennent des fibres à gradient d'indice multimode (lettre d'identification "G") ou des fibres monomodes (lettre d'identification "E"). Pour simplifier à l'extrême, plusieurs faisceaux lumineux différents (modes) traversent simultanément la fibre sur des trajets différents dans le cas des fibres multimodes, tandis qu'un seul faisceau traverse la fibre monomode (ces "faisceaux lumineux" représentent symboliquement la direction de propagation préférée de la principale distribution d'énergie de l'onde électromagnétique "lumière").
monomode et multimode
La lumière est guidée dans la zone intérieure de la fibre. La zone extérieure veille à ce que la lumière qui ne dépasse pas un certain angle d'incidence (angle d'acceptation) reste dans la zone intérieure et que la lumière qui a quitté la zone intérieure ne puisse pas y revenir, ce qui entraînerait des distorsions du signal. La zone intérieure s'appelle le cœur pour les fibres multimodes et le champ modal pour les fibres monomodes. La zone extérieure est appelée gaine pour les deux types de fibres.
Comme l'âme / le champ modal et la gaine ont des indices de réfraction différents, la lumière est réfléchie à la limite entre les deux zones (réflexion totale). Ainsi, le plus de lumière possible est guidée dans le cœur / le champ modal. En Europe, les fibres multimodes utilisent principalement des fibres avec un diamètre de cœur de 50 μm, en Amérique de préférence de 62,5 μm.
Les deux types de fibres ne doivent pas être mélangés sur la même ligne, car cela entraîne des pertes de lumière importantes, notamment lors du passage de 62,5 μm à 50 μm. Le diamètre du champ modal des fibres monomodes varie selon le fabricant de fibres et est de 9 à 10 μm. Le diamètre de la gaine est de 125 μm pour les trois types de fibres.
Structure des fibres (simplifiée)
Types de fibres optiques
Les fibres optiques pour les câblages LAN sont réparties en différentes classes de performance (catégories de fibres) selon la norme ISO/IEC 11801 et donc également selon la norme DIN EN 50173. Pour les fibres multimodes, il existe les catégories OM1 à OM5, OM1 et OM2 ne figurant plus qu'à titre informatif dans la norme DIN EN 50173-1:2018. Pour les fibres monomodes, il y a OS1 et OS2, les fibres OS2 ayant supplanté les fibres selon OS1. La catégorie de fibres OS1 de la norme DIN EN 50173 a été rebaptisée OS1a et a donc la même désignation que selon la norme ISO/IEC 11801-1:2017. Du point de vue technique, aucune modification n'a été apportée à la fibre OS1 selon la norme DIN EN 50173.
Les sources lumineuses utilisées pour les taux de transmission jusqu'à 100 Mbit/s sont principalement des diodes électroluminescentes (LED). Pour le Gigabit et le 10 Gigabit Ethernet, le comportement de commutation des LED ne suffit toutefois plus - des lasers sont alors nécessaires. Pour une longueur d'onde de 850 nm, il est possible d'utiliser des lasers à puce semi-conducteurs bon marché, appelés VCSEL (vertical cavity surface emitting laser), pour d'autres longueurs d'onde (par exemple 1310 nm ou 1550 nm), des lasers classiques sont nécessaires.
| Atténuation maximale en dB/km | |||||||
| Multimode OM1, OM2 et OM3 | Multimode OM4 | Mode unique OS2 | |||||
| Longueur d'onde | 850 nm | 1300 nm | 850 nm | 1300 nm | 1310 nm | 1383 nm | 1550 nm |
| Atténuation | 3,5 dB | 1,5 dB | 3,50 dB | 1,5 dB | 0,4 dB | 0,4 dB | 0,4 dB |
Fibres optiques en plastique
Les fibres optiques ne doivent pas nécessairement être en verre. Elles peuvent aussi être entièrement ou partiellement en plastique. Les fibres optiques polymères, également appelées fibres polymères ou POF, sont entièrement composées de plastique. Les termes anglais sont "polymeric optical fiber" ou "plastic optical fiber".
Contrairement aux fibres de verre, les fibres polymères ne peuvent pas être raccordées par épissure thermique, car le plastique fondrait sous l'effet de la haute température. Les fibres polymères sont connectées à l'aide de connecteurs ou de pinces. Des coupes précises et droites sont possibles avec des couteaux tranchants ; le ponçage et le polissage des fibres ne sont plus nécessaires.
Connecteurs à fibres optiques pour fibres polymères
Fibres de verre pour les rayons de courbure les plus étroits
Les fibres optiques insensibles à la courbure (en anglais bend insensitive optical fibers) offrent des avantages considérables dans les installations où l'espace est restreint. Les types de fibres insensibles à la flexion peuvent être installés dans des courbes étroites tout en conservant une bande passante complète. Mais toutes ne sont pas rétrocompatibles avec les fibres traditionnelles. La norme ITU-T G.657 définit les fibres monomodes insensibles à la flexion. Les fibres de la série G.657.A sont compatibles avec les fibres monomodes standard selon la norme ITU-T G.652. Les fibres de la série G.657B ne le sont généralement pas à 100 pour cent, mais elles offrent des rayons de courbure encore plus étroits que les fibres de la série A.
Les fibres multimodes insensibles à la flexion (en anglais bend insensitive multimode fibres, en abrégé BIMMF) sont, selon le fabricant, rétrocompatibles avec les fibres OM3 ou OM4 traditionnelles. La fiche technique de la fibre renseigne sur la compatibilité ; en cas de doute, il est recommandé de demander une confirmation de compatibilité avec d'autres fibres.
Le rayon de courbure du câble est toutefois plus important que celui de la fibre. Les fibres coûteuses insensibles à la courbure sont inutiles si le câble qui les contient exige un grand rayon de courbure minimal.
Systèmes WDM
Les fibres à pic d'eau zéro, qui offrent une large gamme de longueurs d'onde utilisables, sont très importantes pour les systèmes WDM. WDM est l'abréviation de Wavelength Division Multiplexing. Alors que dans la transmission traditionnelle, la lumière d'une seule longueur d'onde circule dans une fibre monomode, dans les systèmes WDM, plusieurs rayons lumineux de différentes longueurs d'onde sont transmis dans la même fibre.
Pour garantir une transmission uniforme, les propriétés optiques de la fibre optique doivent être aussi identiques que possible dans toute la zone utilisée. Même si l'on rencontre encore très peu de systèmes WDM dans les réseaux locaux, il faut néanmoins veiller, lors du choix des fibres, à ce qu'une future migration vers le WDM soit possible grâce à l'utilisation de fibres "zero-waterpeak".
Connecteurs à fibres optiques
Connecteurs à fibre optique
La norme DIN EN 50173 1-2:2018 prévoit le connecteur duplex LC pour la zone de travail (boîtiers de raccordement). Les réseaux existants dans lesquels le connecteur SC-Duplex a été utilisé peuvent continuer à être étendus avec des connecteurs SC-Duplex conformément à la norme. Dans d'autres domaines de réseau, la norme ne prescrit pas de connecteur spécifique.
De nombreux fabricants de composants réseau actifs (commutateurs) ont commencé à utiliser des connecteurs à faible encombrement (small form factor, SFF en anglais) comme le LC-Duplex. Il ne prend pas plus de place qu'un connecteur RJ45.
Outre le duplex LC et SC, on trouve également l'ancien connecteur ST dans les réseaux existants. Pour obtenir les meilleures valeurs optiques, les connecteurs pour fibres monomodes sont également disponibles avec des faces de connecteur polies en biais. Grâce à l'angle de coupe oblique, les rayons lumineux réfléchis sur la surface ne peuvent plus retourner dans la zone centrale conductrice de lumière de la fibre optique, ils sont déviés par la surface oblique.
Conseil Telegärtner
Ne jamais regarder dans les ports ou les connecteurs de fibre optique, les VCSEL et les lasers conventionnels émettent une lumière infrarouge non visible, on ne reconnaîtrait un signal que par les dommages (permanents !) causés aux yeux.
Ne jamais brancher ensemble des connecteurs droits (PC) et des connecteurs à biseau (APC). Pour les connecteurs à biseau, veiller à ce que les deux connecteurs d'un même accouplement aient la même orientation de l'angle de biseau.
Couleurs des connecteurs selon DIN EN 50173
La norme DIN EN 50173-1:2018 définit les couleurs uniquement pour les connecteurs et les couplages de fibres monomodes :
PC monomode, extrémité de la fiche polie droite (PC = physical contact) : bleu APC monomode, extrémité de la fiche polie en biais (APC = angled physical contact) : vert
Dans la pratique, certaines couleurs se sont également imposées pour les connecteurs et les raccords pour fibres multimodes, mais tous les fabricants ne s'y tiennent pas.
| Connecteur | Câbles de raccordement | Câbles de pose pré-confectionnés | |
| OM1 | beige | orange | orange |
| OM2 | beige | orange | orange |
| OM3 | turquoise | turquoise | orange |
| OM4 | violet érica | violet érica | orange |
| OM5 | vert lime | vert tilleul | orange |
| OS2 PC | bleu | jaune | jaune |
| OS2 APC | vert | jaune | jaune |
schéma de couleurs typique : connecteurs, cordons de brassage, câbles de pose pré-confectionnés
Connexions avec les connecteurs MPO
Les composants de câblage pré-confectionnés avec des connecteurs MPO sont de plus en plus utilisés dans les réseaux de fibres optiques - dans les centres de données, les salles de serveurs, les locaux techniques des opérateurs de télécommunications et, de plus en plus, dans le câblage des bâtiments. Les différents composants sont confectionnés prêts à être raccordés et n'ont plus qu'à être enfichés les uns dans les autres, ce qui réduit considérablement le travail d'installation. En outre, les câblages avec des connecteurs MPO offrent une voie de migration simple vers 40 et 100 Gigabit Ethernet via des fibres multimodes, avec l'utilisation simultanée de huit ou vingt fibres.
Les connecteurs MPO sont protégés contre la torsion par un ergot de guidage (angl. key) sur la partie supérieure du connecteur. Selon que deux connecteurs sont assemblés avec les ergots de guidage sur différents côtés (angl. key up to key down, dit type A) ou sur le même côté (angl. key up to key up, dit type B), différentes positions de fibres sont reliées entre elles. Le type C correspond au type A, mais les fibres sont interverties par paires dans un câble afin de relier l'émission et la réception lors du passage à des réseaux à deux fibres.
