Dans le processus de développement rapide du réseau, la fibre optique est largement utilisée dans le domaine de la communication par fibre optique en raison de ses avantages tels qu'une vitesse de transmission rapide et une grande capacité de transmission. Selon les différents modes de transmission optique, les fibres optiques sont divisées en fibres monomodes et fibres multimodes. En raison des différences significatives dans les caractéristiques géométriques et de transmission de ces deux types de fibres, elles présentent également des différences significatives dans leurs applications pratiques. Ensuite, cet article fournira une introduction détaillée aux différences et à l'utilisation de la fibre monomode et de la fibre multimode, vous guidant dans la sélection et l'utilisation correctes de la fibre monomode.

1、Différences structurelles fondamentales entre les fibres monomodes et les fibres multimodes

La fibre optique se compose généralement d’une gaine extérieure, d’un revêtement, d’un cœur de fibre et d’une structure de source lumineuse. Comme le montre le texte suivant, les fibres monomodes et les fibres multimodes présentent les différences suivantes en termes de gaine extérieure, de diamètre de noyau et de source lumineuse :

Différence de couleur de la gaine extérieure

La couleur de la gaine extérieure de la fibre optique permet de distinguer rapidement les fibres monomodes des fibres multimodes. Selon la définition standard TIA-598C, la couleur de la gaine extérieure de la fibre monomode OS1/OS2 est jaune, tandis que la couleur de la gaine extérieure de la fibre multimode est orange ou vert d'eau. Parmi eux, la fibre multimode OM1/OM2 utilise une gaine extérieure orange, la fibre multimode OM3/OM4 utilise une gaine extérieure vert d'eau et la fibre multimode OM5 utilise une gaine extérieure verte.

Figure 1 : Comparaison des couleurs de la gaine extérieure entre la fibre monomode et la fibre multimode

Différence de diamètre des noyaux de fibres

Il existe une différence significative de diamètre de cœur entre la fibre monomode et la fibre multimode.

Le diamètre du cœur de la fibre monomode (SMF) est généralement de 9 µm. En raison de son noyau étroit, il ne peut transmettre qu’un seul mode de lumière aux longueurs d’onde de 1 310 nm, 1 550 nm et WDM. En conséquence, la fibre monomode a une faible dispersion et une bande passante élevée, tandis que la fibre multimode (MMF) a un diamètre de cœur de 50/62,5 µm et une largeur de cœur. Il peut transmettre plusieurs modes de lumière à une longueur d'onde de fonctionnement donnée (longueur d'onde de 850 nm ou 1 310 nm). Cependant, en raison des centaines de modes transmis dans la fibre multimode, les constantes de transmission et les débits de groupe de chaque mode sont différents, ce qui entraîne une bande passante étroite, une dispersion élevée et des pertes élevées dans la fibre multimode.

Figure 2 : Comparaison des diamètres de coeur entre les fibres monomodes et multimodes

Remarque : Le diamètre de gaine standard pour la plupart des fibres optiques est de 125 μm et le diamètre standard de la couche de protection externe est de 245 μm, sans faire de distinction entre les modes simples et multiples.

Différences de source lumineuse

Les fibres monomodes et les fibres multimodes utilisent des sources lumineuses différentes. Les fibres monomodes utilisent généralement des sources de lumière laser, tandis que les fibres multimodes utilisent généralement des sources de lumière LED.

Figure 3 : Comparaison des sources lumineuses utilisées dans la fibre monomode et la fibre multimode

2、Différence de distance de transmission entre la fibre monomode et la fibre multimode

Comme cela est bien connu, les fibres optiques monomodes sont couramment utilisées pour la transmission à longue distance, tandis que les fibres optiques multimodes sont généralement utilisées pour la transmission à courte distance. Cependant, différents types d'applications de fibre optique monomode et multimode ont des distances de transmission différentes sur Ethernet à différentes vitesses, comme indiqué dans le tableau ci-dessous :

Tableau 1 : Comparaison de la distance de transmission entre la fibre monomode et la fibre multimode

Le tableau montre qu'aux vitesses 1G et 10G, la fibre monomode a une distance de transmission beaucoup plus longue que la fibre multimode. Alors pourquoi tous les centres de données n’utilisent-ils pas la fibre monomode ? En effet, la construction de centres de données se concentre principalement sur la transmission à courte distance. Dans les applications de transmission à courte distance, les performances de la fibre multimode sont les mêmes que celles de la fibre monomode, mais le coût est inférieur. De plus, la fibre multimode OM3/OM4 peut prendre en charge des vitesses plus élevées. À l’ère actuelle des réseaux à haut débit, la demande en fibre multimode ne doit pas non plus être sous-estimée.

3、Différence de coût entre la fibre monomode et la fibre multimode

Le coût de la fibre monomode est plus élevé que celui de la fibre multimode, principalement en raison des différences dans le matériel d'équipement, les sources de lumière et les coûts des matériaux.

De même, le coût de construction des systèmes à fibre optique multimode est inférieur à celui des systèmes à fibre optique monomode. En prenant la solution HX Fiber comme exemple, le coût d'un système de transmission multimode (avec une combinaison de modules optiques multimodes et de cavaliers de fibre) varie de 3 300 yuans à 5 300 yuans, tandis que le coût d'un système de transmission monomode (avec une combinaison de modules optiques monomodes et de cavaliers) dépasse généralement 6 700 yuans, avec une différence de prix de plus de 1 000 yuans entre les deux.

4、 Questions et réponses communes sur les fibres monomodes et multimodes

① La fibre monomode et la fibre multimode peuvent-elles être mélangées pour être utilisées ?

En raison des différents modes de transmission de la fibre monomode et de la fibre multimode, les deux fibres ne peuvent pas être directement connectées ensemble, sinon il est facile de provoquer une perte de liaison et une gigue de ligne. Mais nous pouvons utiliser des dispositifs de conversion tels que des cavaliers de conversion monomode en multimode (c'est-à-dire des cavaliers de réglage de mode) pour connecter des liaisons monomodes et multimodes.

② Les modules optiques multimodes peuvent-ils être utilisés sur des fibres monomodes ?

Les modules optiques multimodes ne peuvent pas être utilisés sur des fibres optiques monomodes, ce qui entraîne non seulement des pertes importantes, mais peut également empêcher la communication. En raison du petit diamètre des fibres optiques monomodes et du grand angle de divergence des modules optiques multimodes, plus la distance de transmission est grande, plus l'atténuation du signal est grande. Il est possible que le signal ait déjà diminué avant d'atteindre la distance de transmission.

③ Les modules optiques monomodes peuvent-ils être utilisés sur des fibres multimodes ?

Les modules optiques monomodes peuvent être utilisés sur des fibres multimodes, mais des émetteurs-récepteurs à fibre doivent être utilisés pour convertir les types de fibres. Par exemple, en utilisant des émetteurs-récepteurs à fibre, le module optique monomode 1000BASE-LX peut fonctionner sur des fibres multimodes, comme le montre la figure suivante. Les émetteurs-récepteurs à fibre optique peuvent également être utilisés pour résoudre le problème de connexion entre les modules optiques monomodes et multimodes.

④ Comment choisir entre fibre monomode et fibre multimode ?

Lors du choix de la fibre monomode et de la fibre multimode, nous devons tenir compte de la distance de transmission réelle et du coût du réseau. Si la distance de transmission ne dépasse pas 550 mètres, la fibre optique multimode suffit. Si la distance de transmission atteint plusieurs milliers de mètres ou plus, la fibre optique monomode est le choix idéal.

Épilogue

Comme le montre la comparaison ci-dessus, les domaines d'application de la fibre monomode et de la fibre multimode sont différents. Parmi eux, la fibre optique monomode est principalement utilisée dans les réseaux métropolitains et les PON, tandis que la fibre optique multimode est principalement utilisée dans les réseaux d'entreprise et les centres de données. La sélection doit être basée sur les besoins réels de câblage.