Fibre optique SMF et MMF
Définition
La fibre optique transporte les donnees sous forme d'impulsions lumineuses a travers un coeur en verre ou en plastique. Elle existe en deux variantes principales : SMF (Single-Mode Fiber) avec un coeur tres fin qui ne transmet qu'un seul mode lumineux, et MMF (Multimode Fiber) avec un coeur plus large qui permet la propagation de plusieurs modes lumineux.
Contexte
CCST positionne la fibre comme le media de choix pour les longues distances, les hauts debits et les environnements a fortes perturbations electromagnetiques. Il est attendu de savoir distinguer SMF et MMF, connaitre leurs portees, leurs sources lumineuses et les contextes d'utilisation.
Détails techniques
Structure d'une fibre optique
┌────── Gaine extérieure (jacket)
│ ┌─── Renfort (aramide / kevlar)
│ │ ┌─ Cladding (gaine optique, 125 µm)
│ │ │ ○ Cœur (core) : 9 µm (SMF) ou 50/62.5 µm (MMF)
└──┴──┴──
La lumiere se propage dans le coeur par reflexion totale interne contre le cladding (d'indice de refraction inferieur). Plus le coeur est etroit, moins il y a de modes (chemins) lumineux, et plus la transmission est precise sur longue distance.
Comparaison SMF vs MMF
| Caractéristique |
SMF |
MMF |
| Diamètre du cœur |
8–10 µm (typ. 9 µm) |
50 µm ou 62,5 µm |
| Source lumineuse |
Laser |
LED ou VCSEL |
| Distance maximale |
Jusqu'à 80 km+ |
300 m – 2 km (selon standard) |
| Bande passante |
Très élevée |
Élevée mais inférieure à SMF |
| Coût du câble |
Moins cher que MMF |
Plus cher (paradoxalement) |
| Coût des émetteurs |
Plus cher (laser de précision) |
Moins cher (LED/VCSEL) |
| Couleur de gaine typique |
Jaune |
Orange (OM1/OM2) ou Aqua (OM3/OM4) |
| Usage courant |
Backbone WAN, liens inter-bâtiments > 500 m |
LAN datacenter, liens courts intra-bâtiment |
Classifications OM (Optical Multimode)
| Classe |
Cœur |
Bande passante |
Standard Ethernet max |
Distance 10G |
| OM1 |
62,5 µm |
200 MHz·km |
1000BASE-SX |
— |
| OM2 |
50 µm |
500 MHz·km |
1000BASE-SX |
82 m |
| OM3 |
50 µm |
2000 MHz·km |
10GBASE-SR |
300 m |
| OM4 |
50 µm |
4700 MHz·km |
10GBASE-SR |
400 m |
| OM5 |
50 µm |
28000 MHz·km |
100GBASE-SR4 |
400 m |
Classifications OS (Optical Single-mode)
| Classe |
Distance typique |
Usage |
| OS1 |
Jusqu'à 10 km |
Intérieur (tight buffer) |
| OS2 |
Jusqu'à 80 km+ |
Extérieur (loose tube), backbone longue distance |
Avantages et inconvénients de la fibre
| Avantage |
Détail |
| Immunité EMI/RFI |
Pas de signal électrique → insensible aux perturbations |
| Longue distance |
Jusqu'à 80 km sans répéteur (SMF OS2) |
| Haut débit |
10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps et au-delà |
| Sécurité |
Très difficile à intercepter (pas de rayonnement EM) |
| Inconvénient |
Détail |
| Coût d'installation |
Fusion splicer, OTDR, main-d'œuvre spécialisée |
| Fragilité |
Le verre est sensible aux courbures excessives (bend radius) |
| Connectique |
Nettoyage critique, contamination par poussière |
Exemple concret
Un datacenter relie deux baies de serveurs distantes de 250 m. L'equipe choisit de la MMF OM4 avec des modules SFP+ 10GBASE-SR : la distance est couverte (max 400 m) et le cout par port est inferieur au SMF. Pour la liaison vers un site distant a 5 km, ils utilisent de la SMF OS2 avec des modules 10GBASE-LR (portée 10 km). Les cables SMF sont identifies par leur gaine jaune, les MMF OM4 par leur gaine aqua.
