Guide de comparaison OM1 à OM4 pour les câbles à fibres multimodes

Dans le monde de la transmission de données, les câbles à fibre optique servent d'autoroutes de l'information qui permettent un flux de données rapide. Cependant, l'éventail des types de fibres disponibles – en particulier les variantes multimodes courantes OM1, OM2, OM3 et OM4 – peut créer de la confusion. Qu'est-ce qui distingue ces types de fibres et comment choisir la solution appropriée pour des besoins spécifiques ? Cette analyse complète examine leurs caractéristiques et leurs applications pour aider à naviguer dans le processus de sélection.

La physique derrière la fibre multimode : dispersion modale et bande passante

Pour comprendre les différences entre les fibres OM1 à OM4, nous devons d'abord examiner une propriété fondamentale de la fibre multimode : la dispersion modale. Lorsque la lumière se propage dans une fibre, plusieurs modes de propagation existent car le diamètre du cœur de la fibre dépasse considérablement la longueur d'onde de la lumière. Ces modes se propagent à des vitesses et des phases différentes, ce qui provoque un étalement temporel des impulsions optiques sur la distance – un phénomène connu sous le nom de dispersion modale ou intermodale.

La bande passante, mesurée en MHz·km, est une mesure critique pour les fibres multimodes. La relation entre la capacité de transmission d'une fibre et sa longueur est inverse : à mesure que la distance augmente, la bande passante diminue. Cela explique pourquoi la bande passante est exprimée comme un produit de la fréquence et de la distance. Par exemple, une fibre évaluée à 600 MHz·km fournirait une bande passante de 300 MHz à une distance de 2 km.

La recherche montre que les fibres multimodes à saut d'indice offrent généralement des produits bande passante-longueur limités à 20 MHz·km, tandis que les fibres à gradient d'indice peuvent atteindre jusqu'à 2,5 GHz·km. Les fibres monomodes, avec leur dispersion minimale et leur largeur spectrale étroite, offrent efficacement une bande passante de transmission illimitée.

Principes fondamentaux de la vitesse de transmission : Nyquist et Shannon

Le débit de transmission de données dans les fibres multimodes est directement lié à la bande passante. Le théorème de Nyquist établit que pour les données binaires, le débit de données maximal est égal à deux fois la bande passante du canal (par exemple, un canal de 200 MHz prend en charge 400 Mbps). La loi de Shannon décrit en outre la relation entre le débit de transmission maximal, la bande passante et le rapport signal/bruit dans les canaux bruyants.

Classifications OM : une analyse comparative

La désignation "OM" (multimode optique) indique le grade de la fibre, chaque version offrant des capacités de bande passante et de distance distinctes :

Différences de conception et d'application

Les fibres OM1 et OM2 ont été initialement conçues pour les sources lumineuses LED, tandis que les OM3 et OM4 intègrent des optimisations pour la transmission par diode laser (LD). Les nouvelles normes offrent des performances considérablement améliorées :

• OM1 : Comporte un grand diamètre de cœur et une ouverture numérique, offrant une forte capacité de collecte de la lumière et une résistance à la flexion
• OM2 : La réduction du diamètre du cœur et de l'ouverture numérique diminue la dispersion modale tout en réduisant les coûts de production
• OM3 : Intègre des gaines ignifuges et prend en charge la transmission à 10 Gb/s
• OM4 : Spécifiquement développé pour la transmission laser VCSEL avec plus du double de la bande passante effective de l'OM3

Dans les applications pratiques, les OM1 et OM2 ont été largement déployés dans les infrastructures de bâtiments prenant en charge jusqu'à 1 Gb Ethernet. Les câbles OM3 et OM4 sont généralement mis en œuvre dans les environnements de centres de données où ils prennent en charge la transmission Ethernet à 10 Gb, 40 Gb et même 100 Gb.

Consignes de mise en œuvre

Applications OM3 : Cette fibre optimisée pour le laser prend en charge diverses configurations de 4 à 48 cœurs. Les principaux scénarios de mise en œuvre incluent :

• Extension de la transmission Gigabit Ethernet à des distances de 900 m
• Fournir des solutions rentables pour les liaisons de moins de 300 m dans les systèmes 10 Gb
• Permettre des connexions de bâtiment à bâtiment sans équipement laser coûteux

Applications OM4 : Bien que la fibre monomode coûte moins cher, la compatibilité de l'OM4 avec l'optique abordable à 850 nm la rend économiquement avantageuse pour :

• Systèmes 10 Gb nécessitant une transmission de 300 à 600 m
• Systèmes 40 Gb/100 Gb nécessitant une portée de 100 à 125 m
• Réseaux de campus prenant en charge les liaisons 4 Gb (400 m), 8 Gb (200 m) ou 16 Gb (130 m)

L'évolution de la technologie de la fibre multimode OM1 à OM4 a créé des solutions qui maximisent le retour sur investissement de l'infrastructure tout en offrant des performances optimales pour le câblage dorsal et les applications fibre-to-the-desktop.