À la découverte de la fibre multimode OM5

Dans le câble OM5, les longueurs d'onde augmentent la capacité de chaque fibre d'au moins un facteur quatre (il y a soit une multiplication par quatre du débit de données, soit une réduction par quatre du nombre de fibres nécessaires pour atteindre un débit de données précis). Les signaux sont envoyés par une fibre sur quatre fenêtres d'exploitation distinctes.

Nouveaux défis pour les systèmes de câblage à fibre multimode (MMF).

L'année dernière, l'Ethernet 100G s'est généralisé dans les centres de données en cloud, car il est déployé dans les réseaux centraux des centres de données d'entreprise et des centres de données multilocataires. En raison de la largeur de bande limitée de l'OM4 et d'autres dégradations de la transmission des signaux, la portée nominale de l'émetteur-récepteur est passée de 150 m avec le 40GBASE-SR4 (4×10G) à 100 m avec le 100GBASE-SR4 (4×25G)

Généralement, les émetteurs-récepteurs multimodes de grand volume et de faible coût utilisent un laser VCSEL de 850 nm comme source lumineuse. LC Duplex (une paire MMF) et MPO-12 (quatre paires MMF) sont les solutions de câblage structuré et de connectivité les plus populaires.

Les besoins en largeur de bande des centres de données augmentent toutefois beaucoup plus rapidement que le développement des technologies. Le groupe de travail de l'IEEE 802.3cd a incorporé le 200GBASE-SR4 en utilisant la technologie 50G-PAM4 ; le groupe de travail de l'IEEE 802.3bs a incorporé le 400GBASE-SR16 en réutilisant les technologies 25G-NRZ. Bien que les technologies 50G VCSEL soient encore en cours de développement, le déploiement des technologies 200G et 400G Ethernet semble imminent.

 Il devient de plus en plus coûteux pour les systèmes de câblage en fibre optique de prendre en charge la migration vers la vitesse de l'Ethernet de nouvelle génération. Par exemple, le 400GBASE-SR16 nécessiterait des connecteurs MPO-32 (16 paires MMF), qui emploient un nombre de fibres beaucoup plus élevé que les connecteurs MPO-12 ; il n'est pas non plus rétrocompatible avec le câblage MMF installé actuellement.

L'OM5 prend en charge la transmission de plusieurs longueurs d'onde

L'OM5 a été développé pour prendre en charge le multiplexage par répartition en longueur d'onde des ondes courtes (SWDM) de 840 nm à 953 nm. Le citron vert (traditionnellement connu sous le nom de vert citron) est la couleur officielle de la gaine de l'OM5, selon le sous-comité des fibres optiques et des câbles TIA TR-42.12 ; cela sera publié dans le prochain document ANSI/TIA-598-D-2. La définition des couleurs pour les connecteurs et les adaptateurs sera étudiée plus en détail et incorporée dans le document ANSI/TIA 568.3-D-1.

Les principales caractéristiques de l'OM5 sont les suivantes :

• Largeur de bande modale effective (EMB) et atténuation du câble à fibre optique clairement spécifiées de 840 nm à 953 nm
• Prise en charge des applications 100GBASE-SR4 Ethernet et 32G Fibre Channel sur toute la gamme de longueurs d'onde
• Rétrocompatible avec l'OM4 à 850 nm, avec une diminution de la dispersion chromatique 
  
  

Multiplexage par répartition en longueur d'onde des ondes courtes dans la fibre multimode

L'utilisation d'une seule fibre pour transporter plusieurs longueurs d'onde n'est pas un concept nouveau et a été largement utilisée dans le monde des télécommunications pour réduire le nombre de fibres monomodes. Dans les applications de transmission de données à courte portée, la solution 40G-BiDi (technologie optique bidirectionnelle) de Cisco, qui transmet deux longueurs d'onde (850 nm et 900 nm) sur la même fibre multimode, s'est avérée être un grand succès commercial.

Si l'on considère les coûts d'infrastructure de la fibre, le câblage parallèle multimodeMPO est nettement plus coûteux que le câblage LC Duplex. Pour les connexions directes de port à port, il est préférable d'utiliser une seule paire de fibres plutôt qu'une jonction MPO afin de maîtriser les coûts.

En 2015, la SWDM Alliance a été formée par un groupe de fournisseurs d'émetteurs-récepteurs, de fibres et de systèmes pour développer un accord multi-sources (MSA) pour les émetteurs-récepteurs SWDM. Les grilles de longueur d'onde sont définies ainsi 850 nm, 880 nm, 910 nm et 940 nm, avec un espacement de 30 nm. De nouveaux émetteurs-récepteurs multimodes QSFP basés sur SWDM, y compris les modèles 40G-SWDM4, 100G-SWDM4 et { [#4:D3]}G-BiDi (850 nm et 900 nm), sont déjà disponibles.

En janvier 2017, un nouveau groupe d'étude a été créé sous l'égide de l'IEEE 802.3 afin de parvenir à un consensus sur la prochaine génération d'Ethernet 200G et 400G avec moins de paires de fibre multimode, dans le but d'incorporer la technologie SWDM dans les spécifications standard de l'IEEE 802.3 pour une plus large acceptation par le marché.

Avantages de l'OM5 par rapport à l'OM3 et l'OM4

Étant un nouveau type de fibre multimode (MMF), l'OM5 offre des performances améliorées par rapport à l'OM3 et l'OM4 qui sont plus connus, en particulier lorsqu'il est associé à des émetteurs-récepteurs SWDM et BiDi. L'OM3 et l'OM4 peuvent également prendre en charge les sous-couches SWDM et BiDi dépendantes du support physique avec une portée réduite.

Lorsqu'il est associé à des émetteurs-récepteurs à une seule longueur d'onde (à savoir λ = 850 nm), comme par exemple les 40GBASE-SR4 et 100GBASE-SR4 avec une interface MPO, l'OM5 prend en charge la même portée que l'OM4. En d'autres termes, le câblage parallèle de l'OM5 ne présente pas un avantage évident avec ces types d'émetteurs-récepteurs.

Pour maintenir l'attrait de la fibre optique multimode, certains fournisseurs commencent à proposer des émetteurs-récepteurs multimodes 100G avec une portée étendue allant jusqu'à 300 m en utilisant une technique de traitement numérique du signal ; ceci, combiné avec la technologie SWDM et la fibre OM5, ouvrira la voie à l'optique multimode de nouvelle génération.

Si vous optez pour des émetteurs-récepteurs SWDM dans votre prochain projet de déploiement de centre de données, Belden recommande d'examiner de près l'OM5 pour prendre en charge la portée souhaitée et les normes de performances de liaison.