Différences clés entre les fibres mono-mode et multimode pour les réseaux

Dans le développement des infrastructures de réseau modernes, les câbles à fibre optique jouent un rôle essentiel. Parmi les différents types disponibles, la fibre monomode (SMF) et la fibre multimode (MMF) sont les deux options les plus couramment utilisées, chacune servant des objectifs distincts dans différentes applications. Cependant, de nombreux ingénieurs réseau et professionnels de l’informatique trouvent encore les différences entre ces types de fibres déroutantes. Cet article examine leurs caractéristiques structurelles, leurs distances de transmission, leurs coûts et leur codage couleur pour aider les professionnels à sélectionner la solution la plus adaptée à leurs besoins réseau.

Fondamentalement, la fibre monomode permet à un seul mode d'éclairage de se propager à travers le câble, tandis que la fibre multimode prend en charge plusieurs modes d'éclairage simultanés. Cette distinction fondamentale crée des variations significatives dans le diamètre du cœur, les exigences de longueur d'onde, la capacité de bande passante, la coloration de la gaine, la distance de transmission et la structure globale des coûts.

La fibre monomode présente un diamètre de cœur nettement plus petit que son homologue multimode. Les noyaux SMF typiques mesurent environ 9 micromètres (µm), bien que d'autres spécifications existent. En revanche, les cœurs de fibres multimodes mesurent généralement 50 µm ou 62,5 µm. Le diamètre du noyau plus grand améliore la capacité de collecte de lumière de la fibre multimode, simplifiant ainsi les processus de connexion. Les deux types de fibres maintiennent un diamètre de gaine standard de 125 µm.

Le diamètre de noyau plus grand entraîne des taux d'atténuation plus élevés pour la fibre multimode. Le noyau étroit de la fibre monomode minimise la réflexion de la lumière pendant la transmission, réduisant ainsi considérablement la dégradation du signal. Les valeurs d'atténuation comparatives démontrent cette distinction :

• Fibre monomode 9/125 :
  • Atténuation 1310 nm : 0,36 dB/km
  • Atténuation 1550 nm : 0,22 dB/km
• Fibre multimode 50/125 OM3 :
  • Atténuation 850 nm : 3,0 dB/km
  • Atténuation 1 300 nm : 1,0 dB/km

Le noyau plus grand de la fibre multimode peut accueillir des sources lumineuses économiques telles que des LED (diodes électroluminescentes) et des VCSEL (lasers à émission de surface à cavité verticale), qui fonctionnent généralement à des longueurs d'onde de 850 nm et 1 300 nm. La fibre monomode nécessite des sources laser ou à diode laser, fonctionnant généralement à des longueurs d'onde de 1 310 nm et 1 550 nm.

La fibre multimode OM5 actuelle atteint une capacité de bande passante maximale de 28 000 MHz*km, limitée par ses multiples modes d'éclairage. La fibre monomode offre théoriquement un potentiel de bande passante illimité car elle ne transmet qu'un seul mode de lumière.

Conformément aux normes TIA-598C pour les applications non militaires, les câbles monomodes comportent généralement des gaines jaunes tandis que les câbles multimodes utilisent des gaines orange ou turquoise. Cette standardisation des couleurs facilite une identification rapide lors des procédures d’installation et de maintenance.

Le tableau suivant compare les distances de transmission à différentes vitesses Ethernet pour différents types de fibre :

Les coûts des émetteurs-récepteurs pour les solutions multimodes sont généralement deux à trois fois inférieurs à ceux des équivalents monomodes. La différence de prix augmente avec l'augmentation des vitesses de transmission, comme le démontre la comparaison suivante des exemples de prix des émetteurs-récepteurs :

Aucun des deux types de fibres ne surpasse universellement l’autre. Chacun offre des avantages distincts en fonction des exigences spécifiques de l'application et des considérations de coût.

Le mélange direct de ces types de fibres n'est pas recommandé en raison de tailles de cœur et de caractéristiques de transmission de la lumière incompatibles, ce qui entraînerait une perte de signal importante et une défaillance potentielle de la liaison.

Généralement déconseillé en raison d’une perte de lumière excessive. Cependant, la configuration inverse fonctionne parfois avec des câbles de conditionnement de mode ou des convertisseurs de média appropriés.

Les exigences en matière de distance de transmission constituent le principal facteur de décision. La fibre multimode suffit pour la plupart des applications de centres de données (300 à 400 m), tandis que la fibre monomode excelle dans les applications longue distance s'étendant sur des kilomètres. Les futures mises à niveau et le coût total de possession devraient également influencer la sélection.

Les systèmes à fibre monomode dominent les applications longue distance telles que les réseaux d'opérateurs, les réseaux de zones métropolitaines et les réseaux optiques passifs. Les solutions multimodes restent répandues dans les environnements d'entreprise, les centres de données et les réseaux locaux où prédominent les distances plus courtes. Les concepteurs de réseaux doivent évaluer soigneusement les exigences techniques et les facteurs économiques lors de la sélection de la solution fibre optique optimale pour leur mise en œuvre spécifique.