Evolution des transmission sur les
fibres à faible rayon de courbure
Afrique du sud Du 23 au 28 novembre 2011
François LEVEUGLE
Evolutions des transmission sur fibres à faible rayon de courbure
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Patching starts nice
François Leveugle
Transmission du signal optique dans la fibre
Evolution des composants actifs
Mesures sur les fibres
Evolution des rayons de courbure
Impact sur l’environnement
Introduction
Le système de transmission
• Nécessité de prendre en compte l’ensemble du système
de transmission,
– Les fibres
– Les composants d’émission et de réception
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Caractéristiques physiques des fibres optiques
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Gaine : 125 µm – propriétés mécaniques et optiques
Cœur : Propagation de la lumière
Revêtement : Protection de la Fibre
Revêtement
Coeur
Gaine
La Lumière se propage dans le cœur de la fibre
Source lumineuse
Perte par courbure
Propagation du signal dans le cœur
Génération
de nombreux modes
dans la fibre
FMM Standard
Coeur
Le Profil d’indice permet d’homogénéiser
Le temps de propagation des modes.
(Le gradient optimise la bande passante)
FMM insensible à la courbure
Tranchées
Coeur
La réduction de perte de courbure
est réalisée en ajoutant une “tranchée”
(d’indice) dans la gaine de la fibre.
Mode d’ordre supérieur
Plus sensible à la courbure
Mode d’ordre inférieur
Moins sensible à la courbure
Continuité des transmissions
• Conformité aux normes
– Définitions donnés par les standards (IEC)
• IEC 793-2 : Spécification des fibres (MM & SM) – Bande passante
– Méthodes de mesures
• IEC 793-1 : mesures sur fibre – Géométrie
– Test Mécaniques
– Tests environnementaux
• Compatibilité des fibres
– Même base de verre,
– Compatibilité des profils
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Physical Contact (PC)
Besoin d’isoler le composant Test sur Wafer
VCSEL
(dessus)
LASER
(coté)
Emission du signal
Les Méthodes de mesure: OFL et EFL
• OFL (Overfilled Launch) 80’s
– Composants DEL (100 Mbits)
– Mesures
• Diamètre de cœur
• Ouverture numérique
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• EFL (Encircled Flux Launch) 2000’s
– Lié au VCSEL (laser 5-15µm)
– Evolution vers de plus haut débits (Gbits)
– Mesures
• Perte connecteur
• Garantir le comportement en bande
passante
Signal
1 1
2
3…
N
DMD
Réception
Core
N
3…
2
Mesure de la bande passante (DMD)
• Dans ce relevé, la DMD est visible pour différentes position le long du cœur.
Un alignement parfait des signaux reçus permet une meilleure transmission
des signaux.
> Selon les analyse des valeurs des DMD, les performances de la fibres sont
définies en 1Gbits or 10Gbits
> La fibre doit être optimisée en prenant en compte la tranchée pour la qualité des
débits
Analyse DMD (Differential Mode Delay)
Tranchées
Coeur
Ouverture Numérique • Définition
• Impact selon les méthodes
– OFL : Stabilité du process
– EFL : Sensibilité pour les premiers mètres
• Résultats entre fibre standard et insensible à la courbure
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Coeur Gaine
NA
Cône d’acceptation
Cône de
sortie
<
NA
Le rayon est transmis
NA
>
NA
Le rayon est absorbé dans la gaine
NA
NA Fibre Std Fibre BI
OFL Ref. >Ref.
Il faut
reconsidérer
les méthodes
de mesures
Mesures Géométriques
• La mesure du cœur selon la norme est plus grande que la réalité pour les
fibres BI.(impact réduit sur les grande longueurs)
• Cette différence est due aux modes de fuite (+ 2µm)
• En passant à l’EFL, on obtient des valeurs correctes
YXityErrorConcentric22
Y
X Dmax
Dmin
Non Circularity =
100(Dmax – Dmin)/D
D (Calculé)
Non – Circularité / Erreur de Concentricité
Il faut
reconsidérer
les méthodes
de mesures
Option 1
Option 2
Evolution des débits 10G et 40G
• Groupe de travail sur 1000Gbit/s Page 14
Multimodes Monomodes
10 Gbit/s OM3: 300m
OM4: 550m
40 Gbit/s Optique parallèle
4x10Gbit/s (8FO)
Multiplexage
4x10 Gbit/s (2FO)
100 Gbit/s Optique parallèle
10x10Gbit/s (20FO)
Multiplexage
4x25Gbit/s (8FO)
40 Gbit/s
Contraintes d’atténuation
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Fibre faible rayon de courbure Fibre standard
Les performances en courbure
Fibres Multimodes Monomodes
Standard 100 tours, R: 37.5mm
0.5dB max (850-1300nm)
100 tours, R: 30mm
0.05dB max (1550nm)
Insensible à
la courbure
2 tours
R: 7.5mm
0.2dB
2 tours
R: 15mm
0.1dB
Cat 1
R: 10mm
Cat 2
R: 7.5mm
Cat 3
R: 5mm
Remarques IEC - Drafts
Identique pour
OM1, 2, 3, 4
G657 (ITU) – IEC 60793-2-50 Ed4
2 catégories :
• A: Conformité G652
• B: Compatibilité (sauf PMD; Lc…)
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Utilisation des fibres à faible rayon de courbure
• Limite Courbure Câble
– Les calculs prennent en compte les divers composants du
câbles (Gaine, Armure, renforts…)
– Statique: 15x
– Dynamique: 20x
• Jarretières, Patchcords
– Statique: 5x
– Dynamique: 10x
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UT LSZH SC LSZH
Diamètre 6.6mm 2.8mm
Courbure Statique R: 99mm (15x) R: 14mm (5x)
Courbure Dynamique R: 132mm (20x) R: 28mm (10x)
Impact
câbles avec
diamètres
réduits
Câble UniTube standard
• Limite Courbure Câble
– Les calculs prennent en compte les divers composants du
câbles (Gaine, Armure, renforts…)
– Statique: 15x
– Dynamique: 20x
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UT LSZH
Diamètre 6.6mm
Courbure Statique R: 99mm (15x)
Courbure Dynamique R: 132mm (20x)
Câble Fibre
Jarretière 2.8mm
• Limite Courbure Câble
– Les calculs prennent en compte les divers composants du
câbles (Gaine, Armure, renforts…)
• Jarretières, Patchcords
– Statique: 5x
– Dynamique: 10x
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SC LSZH
Diamètre 2.8mm
Courbure Statique R: 14mm (5x)
Courbure Dynamique R: 28mm (10x)
Câble Fibre
Implication sur des environnement Datacenter
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Les fibres BI
permettent
de limiter les
pertes et
d’optimiser
L’espace
Ce n’est cependant
pas le facteur
prédominant
Connecteurs,
Eléments actifs,…
Conclusion
• L’évolution des transmissions conduit à
– Augmenter la densité et compacité des câblages optiques
– En conséquence la taille des cordons tendent à diminuer et en
conséquence les rayons de courbures. (Echanges thermiques améliorés)
• Les fibres insensibles à la courbure
– sont intéressantes pour des câbles de faible diamètre (type
Patchcords dans des Datacenters).
– Sont d’un intérêt plus limité pour les câbles type backbone
• Les premiers tests montrent une bonne compatibilité
entre fibres standards et BI.
– Il reste cependant à reconsidérer les méthodes de mesures
pour les adapter à l’évolutions actuelle des débits et des
technologies
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Merci de votre attention
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