Comment convertir une fibre multimode en fibre monomode ou inversement ?

Une onde lumineuse ayant une certaine fréquence, un état de polarisation et une direction de transmission est appelée mode de transmission d’onde lumineuse. La fibre multimode (MMF) et la fibre monomode (SMF) sont deux types de câbles à fibre optique classés selon le mode de transmission. L’une des différences fonctionnelles est la distance de transmission. Le réseau local (LAN) déploie souvent des MMF et des équipements MMF pour les connexions à courte portée à l’intérieur des bâtiments. Par conséquent, la liaison entre les bâtiments, du LAN au réseau étendu (WAN), doit utiliser une fibre monomode afin d’étendre la distance de transmission. Cet article présente le contexte de la conversion des modes de fibre et trois méthodes de conversion entre monomode et multimode.

Bases de connaissance de la fibre multimode par rapport à la fibre monomode

On peut distinguer la SMF de la MMF par la couleur de la gaine extérieure — la fibre monomode possède une gaine de câble jaune, tandis que les fibres dotées de gaines de câble orange, bleu aqua, rouge rose ou vert sont des fibres multimodes. 

La lumière se propage en ligne droite à travers le cœur sans qu’aucune réflexion ne se produise depuis la paroi cœur-gaine de la fibre dans une fibre monomode. Dans une fibre multimode, une impulsion lumineuse se sépare en plusieurs faisceaux et se réfléchit constamment le long de la paroi intérieure, ce qui entraîne une forte dispersion et une perte de signal. 

Fig 1 : Mode de transmission par fibre monomode vs multimode

Par conséquent, la fibre multimode présente des restrictions de transmission. La capacité de transmission maximale de la MMF est d’environ 300m à 400m. Cependant, la fibre monomode sans perte de puissance peut transmettre la lumière sur des distances beaucoup plus longues, 10km, 20km, 40km, 80km, et même au-delà.

Une autre différence entre les deux est le diamètre du cœur. Le cœur de la fibre monomode a un diamètre très étroit, généralement 5µm, 7µm et 9µm. Le diamètre du cœur de la fibre multimode est plusieurs fois supérieur à celui de la fibre monomode ; 62,5µm ou 50µm sont courants. 

Fig 2: Diamètre du cœur de la fibre monomode vs multimode

Lorsque les utilisateurs souhaitent utiliser une fibre monomode avec une fibre multimode, l’idée qui vient d’abord à l’esprit est de les connecter directement. En raison de la différence significative entre SMF et MMF concernant le diamètre du cœur de la fibre, l’épissurage ou le couplage passif d’une fibre multimode à une fibre monomode entraînera une défaillance de la liaison. La conversion de mode de fibre consiste à trouver des solutions à ce problème.

Qu’est-ce qui stimule la demande de conversion du multimode vers le monomode, ou inversement ?

Quelle est donc la cause de l’utilisation mixte de la fibre multimode et de la fibre monomode ? Comme nous le constatons, les optiques appliquées dans l’interconnexion point à point sont symétriques. Par exemple, l’extrémité A dotée d’un port 10G SFP+ héberge un module 10GBASE-SR SFP+. Pour réaliser la connexion directe à courte portée vers le commutateur de l’extrémité B doté du même port, le même module 10GBASE-SR SFP+ doit être branché sur le port du commutateur de l’extrémité B. Utilisez ensuite une fibre multimode pour connecter les deux extrémités. C’est le scénario d’application le plus idéal et le plus simple. 

Que se passe-t-il si l’extrémité B est située dans un autre bâtiment, à des dizaines de kilomètres de l’extrémité A? Ou si l’équipement de l’extrémité B est monomode ou doit utiliser une connexion par fibre monomode? Dans le premier cas, vous devez utiliser une fibre monomode, car la fibre multimode ne peut pas atteindre une telle distance. Le problème est de savoir comment faire en sorte que la fibre monomode (SMF) se connecte aux modules multimodes de l’équipement terminal. Dans le second cas, le problème est de savoir comment réaliser la connexion entre une extrémité multimode et l’autre extrémité monomode.

Dans différents environnements de câblage, la communication par fibre optique peut nécessiter une conversion multimode vers monomode ou monomode vers multimode. Mais l’application la plus typique est la conversion du multimode vers le monomode afin d’augmenter la distance de transmission du réseau.

Les 3 meilleures solutions pour convertir une fibre multimode en fibre monomode ou inversement

Ensuite, je présenterai trois méthodes de conversion de mode de fibre, dont le point commun est de s’appuyer sur des produits de conversion monomode vers multimode.

Solution 1 : utilisation de convertisseurs de média fibre vers fibre pour la conversion multimode vers monomode

Le convertisseur de média fibre à fibre offre plusieurs fonctions de conversion, c.-à-d. la conversion multimode vers monomode, la conversion duplex vers simplex et la conversion de longueur d’onde standard vers WDM. Pour comprendre comment un convertisseur de média fibre transfère le multimode vers le monomode, prenez le convertisseur de fibre multimode vers monomode par QSFPTEK comme exemple. Le produit possède deux emplacements SFP/SFP+, qui peuvent accueillir deux modules SFP/SFP+. Pour convertir la MMF en SMF, insérez dans l’un des emplacements un émetteur-récepteur SFP+ 10GBASE-SR pour une connexion par fibre multimode et dans l’autre emplacement un émetteur-récepteur SFP+ 10GBASE-LR pour une liaison par fibre monomode. Ainsi, une liaison MMF locale inférieure à 400 m peut être étendue à au moins 10 km et jusqu’à 140 km en associant différentes optiques.

Dans le scénario d’application ci-dessous, deux commutateurs Ethernet situés dans deux bâtiments doivent être connectés. Les deux commutateurs sont équipés de modules fibre multimode, mais la distance entre les bâtiments est d’environ 6km. Nous déployons une paire de convertisseurs de média fibre-à-fibre 10G et deux SFP+ 10G-SR pour connecter les commutateurs Ethernet sur des MMF OM3. Reliez ensuite l’autre port du convertisseur de média aux deux extrémités avec des SFP 10G-LR sur une SMF OS2.

Fig 3 : Convertisseur multimode vers monomode avec convertisseur de média multimode vers monomode

Solution 2 : utilisation d’un transpondeur WDM pour la conversion multimode vers monomode

Le transpondeur WDM est également connu sous le nom d’optique-électrique-optique (OEO). Les systèmes WDM adoptent largement le transpondeur WDM (OEO) pour convertir une longueur d’onde héritée en longueur d’onde CWDM ou DWDM. En outre, l’OEO assure également la conversion MMF vers SMF, qui est réalisée en convertissant le MMF 850nm en SMF 1310nm.

Dans l’exemple ci-dessous, les deux ports de ce transpondeur WDM disposent respectivement d’un SFP monomode et d’un SFP multimode. Comme dans la solution précédente, utilisez une fibre OM3 MMF pour connecter le port multimode de l’OEO et le port multimode du commutateur. Reliez ensuite les ports SFP SMF du transpondeur WDM via une fibre monomode OS2 afin d’étendre la portée entre les bâtiments.

Fig 4 : Convertisseur multimode vers monomode avec transpondeur WDM

Solution 3 : Utilisation de cordons de brassage à conditionnement de mode pour la conversion monomode vers multimode

Dans sa structure, un câble de raccordement à conditionnement de mode (MCP) est un câble de brassage fibre duplex composé de deux brins de fibre. Une extrémité de l’une des fibres se termine par un connecteur monomode et un court segment de SMF. Les trois autres terminaisons sont des connecteurs multimodes et des MMF. Le seul brin SMF jaune du câble MCP sert à connecter le 1000BASE-LX et d’autres modules compatibles dans l’équipement de transmission. L’exigence relative à MCP limite strictement les types de modules. Pour le Gigabit Ethernet, l’exigence relative à MCP est spécifiée uniquement pour les SFP 1000BASE-LX/LH 1G dans la fenêtre de longueur d’onde de 1310 nm. Pour l’Ethernet 10 gigabits, elle est stipulée uniquement pour les optiques 10GBASE-LX4 et 10GBASE-LRM dans la fenêtre de longueur d’onde de 1310 nm. Le brin MMF en orange sert à relier le côté récepteur. Une chose à noter est que la fibre MCP ne peut transférer que du monomode vers le multimode, et non l’inverse.

Fig 5 : convertisseur monomode vers multimode avec cordon de brassage à conditionnement de mode

Solutions de conversion de mode fibre QSFPTEK

Le convertisseur de médias fibre QSFPTEK assure la conversion MMF vers SMF et la conversion double fibre vers fibre unique. Les solutions de connectivité réseau sont illustrées dans les figures ci-dessous.

Dans les cas suivants, deux commutateurs fibre sont placés dans deux bâtiments. Le réseau interne au bâtiment repose sur des fibres multimodes et des SFP multimodes économiques. La distance entre les bâtiments est de 10km, voire plus. Le problème ici est de réaliser la connexion commutateur-à-commutateur entre les deux bâtiments.

Conversion MMF vers SMF

Cette solution déploie des convertisseurs de média fibre vers fibre pour convertir le multimode en monomode. Insérez ensuite des modules SFP+ 10GBASE-LR/ER/ZR en fonction de la portée de la liaison et de la fibre monomode pour une liaison longue distance. 

Fig. 6 : solution de convertisseur de fibre multimode vers monomode QSFPTEK

Portefeuille de produits de solution :

Conversion de double fibre en fibre unique

Utilisation d’une paire de convertisseurs de média fibre pour convertir la double fibre en fibre unique. Branchez ensuite des modules BIDi SFP+ et une fibre simplex pour une liaison longue portée. 

Fig 7 : solution de convertisseur de fibre duplex vers simplex QSFPTEK

Portefeuille de produits de solution :

Conclusion

En résumé, la conversion entre fibre monomode et multimode est requise dans les cas suivants :

• Le réseau MMF actuel ne peut pas répondre aux besoins de transmission longue distance

• La connectivité SMF est indispensable pour l’équipement basé sur une connexion multimode

Le convertisseur de média multimode vers monomode et le transpondeur WDM sont deux solutions permettant de réaliser une conversion MMF-vers-SMF ou SMF-vers-MMF. Pour les réseaux non WDM, choisir un convertisseur de média fibre est plus rentable, car un transpondeur WDM est coûteux. Les câbles de raccordement à fibre à conditionnement de mode sont destinés uniquement à la conversion SMF-vers-MMF. Le prix des MCP sur le marché est également abordable.

Si vous recherchez des solutions de conversion de mode de fibre, que ce soit du multimode vers le monomode ou du monomode vers le multimode, QSFPTEK est ravi de vous aider. Nos experts possèdent des dizaines d'années d'expérience en R&D. Pour un devis produit, veuillez discuter en direct avec notre équipe commerciale ou envoyer un e-mail via [email protected].