Fibre optique à faisceau élargi – la technologie d’avenir pour les datacenters et l’industrie ?

Par Bruno Demouron, Responsable commercial Rosenberger OSI

Le cloud computing, le big data et l’IoT contribuent à la nécessité de transmettre de plus en plus de données. Les applications informatiques dans les bureaux et les bâtiments industriels ont besoin de débits toujours plus élevés. Cela pourrait facilement être réalisé avec des câbles fibre optique. Mais la manipulation compliquée a jusqu’à présent fait hésiter de nombreux utilisateurs. Un nouveau principe d’enfichage facilite son emploi.

La digitalisation de tous les aspects de la vie progresse. L’intelligence artificielle et le machine learning basés sur le big data ne sont qu’un aspect de cette tendance. Les applications du cloud sont désormais monnaie courante, l’enseignement à distance, le télétravail et les vidéoconférences à la place de l’école, du bureau et des voyages d’affaires sont un autre aspect qui a gagné en importance au cours de l’année écoulée en particulier. Mais l’une des conséquences de la digitalisation est toujours la même : les volumes de données augmentent, et avec eux les besoins en bande passante dans les réseaux de données.

Le câble cuivre va atteindre rapidement ses limites. Ce n’est pas seulement vrai pour les connexions DSL à domicile – Deutsche Telekom abandonne également le cuivre et prévoit d’installer uniquement de la fibre optique dans un avenir proche. La fibre optique est déjà largement utilisée dans les datacenters. Le câblage des bâtiments, les réseaux dans les hôpitaux et les cabinets médicaux, ainsi que l’infrastructure des institutions de recherche sont également de plus en plus mis en œuvre avec de la fibre optique. Avec la 5G, la fibre optique trouve même sa place sur les mâts d’antenne et dans l’épine dorsale de la production industrielle.

Bande passante contre diamètre ?

De nombreux postes de travail ont encore besoin de passer à l’Ethernet Gigabit rapide, jusqu’à 10 Gb/s. Cela est encore possible avec des câbles en cuivre de haute qualité. Mais au plus tard au niveau de la prochaine génération de réseau, lorsque les données de nombreux utilisateurs se rejoignent, c’est là que les choses se compliquent. La simple augmentation du nombre de câbles en cuivre n’est possible que dans quelques cas. D’une part, les câbles n’ont qu’une capacité limitée et, d’autre part, les interactions électromagnétiques entre les câbles cuivre peuvent perturber la transmission des données si trop de câbles sont trop proches les uns des autres. Ces effets peuvent même conduire à la réalisation d’écoutes illicites des transmissions de données sur le câble cuivre sans le savoir.

Les fines fibres de verre offrent un débit plusieurs fois supérieur à celui des câbles en cuivre avec des sections de câble beaucoup plus petites. Cela signifie que les taux de transmission standard de 40 à 100 Go/s ne posent aucun problème. En même temps, il est possible de couvrir des distances beaucoup plus longues sans amplificateur intermédiaire. Et la sécurité des données est également meilleure car il n’y a pas d’effets de rayonnement. Dans certaines applications, le faible poids ou la possibilité d’utilisation dans des zones potentiellement explosives jouent également un rôle, car les câbles à fibres optiques ne transportent pas d’énergie électrique, et donc ni les étincelles volantes ni les problèmes de mise à la terre ne sont un facteur.

Opérations de raccordement complexes

Au vu de ces avantages indéniables de la fibre optique, on pourrait s’attendre à une utilisation généralisée. Mais la manipulation de la fibre optique a jusqu’à présent ralenti la diffusion de cette puissante technologie de réseau. Le savoir-faire et la précision ne sont pas seulement nécessaires pour l’installation. Chaque processus de branchement individuel s’accompagne également d’un contrôle et d’un nettoyage fastidieux. Si les spécifications correspondantes ne sont pas respectées, des problèmes de transmission, des instabilités ou même des dommages au système de connexion peuvent survenir. Cela peut entraîner des dépannages et des réparations coûteux.

La raison est liée à la sensibilité de la technologie. Même les plus petites particules, comme les grains de poussière ou le pollen, qui pénètrent dans le connecteur peuvent inhiber le faisceau lumineux à tel point que la transmission des données en souffre ou devient impossible. Une installation fiable et sans erreur n’est donc possible qu’avec un personnel spécialisé formé. Compte tenu des exigences croissantes en matière de fiabilité et de disponibilité de l’accès au réseau, cela représente un sérieux inconvénient.

Une manipulation facilitée

3MTM propose maintenant le concept de connecteur fibre optique à faisceau élargi, qui constitue une avancée décisive. La connexion à faisceau élargi (EBC) permet d’abord d’élargir puis de recentrer le faisceau lumineux lorsqu’il passe d’une fibre à l’autre. L’interférence des particules est minimisée, car le pollen ou le grain de poussière qui a pénétré dans la fibre ne bloque qu’une partie infime de la zone lumineuse élargie. Le faisceau lumineux n’est donc plus complètement bloqué, mais seulement légèrement affaibli. La capacité à transmettre des données est donc entièrement conservée.

Le nouveau concept montre également sa force lorsqu’il s’agit des critères de qualité décisifs d’un système de connecteurs pour fibre optique. D’une part, il entraîne une perte d’insertion (IL) nettement plus faible, d’autre part, il présente une perte de retour (RL) élevée.

Technologie enfichable flexible

L’optique redéfinie permet d’utiliser le connecteur pour les fibres optiques monomode et multimode. Selon le fabricant, la perte d’insertion pour les applications monomode est inférieure à 0,70 dB, tandis que la perte de retour est supérieure à 55 dB. Ces valeurs sont maintenues sur plusieurs centaines de cycles de raccordement.

Dans sa version standard, l’embout accepte 12 fibres monomode ou multimode. Toutefois, le système est évolutif et permet de connecter jusqu’à 192 fibres. Rosenberger OSI s’est engagé très tôt dans une étroite collaboration avec 3M concernant cette nouvelle technologie et propose les connecteurs du fabricant, mais développe également ses propres connecteurs en coopération avec ses clients. Rosenberger OSI est sûr qu’il existe encore de nombreuses applications avec des besoins différents qui peuvent être réalisées avec ce genre de connecteur.

Efficacité de la production et de l’utilisation

Le concept de plug-in vise à faciliter la manipulation tout en assurant une fiabilité maximale des connexions réseau. Même le connecteur montre que l’efficacité a été au centre du développement. Au lieu d’utiliser de la céramique, on utilise un embout en plastique moulé par injection de haute précision avec des rainures ; il y a aucun trou. À l’intérieur de la pièce moulée par injection se trouve la lentille collimatrice SLR, qui élargit le faisceau et le refocalise également.
Les fibres peuvent être positionnées et collées automatiquement dans l’embout moulé par injection. Même sans utiliser de broches de guidage, elles sont fixées de telle manière qu’une déviation de l’alignement des fibres est pratiquement impossible. Il n’est pas non plus nécessaire de polir les extrémités des fibres, ce qui prend du temps, et les dommages causés aux fibres par un contact mutuel sont également exclus.
En même temps, ce concept de raccordement réduit la quantité de travail nécessaire à chaque processus. Enfin, il réduit également les exigences du personnel chargé du câblage, sans compromettre la fiabilité opérationnelle du réseau de fibres optiques.

Adapté à de nombreuses applications

À l’heure actuelle, les applications se concentrent sur un câblage complexe de fonds de panier, par exemple. Mais l’augmentation des applications IoT avec des réseaux puissants correspondants, par exemple dans le câblage des bâtiments, est également un moteur pour l’utilisation de la technologie fibre optique à faisceau élargi. D’autres applications apparaissent déjà, car la nouvelle technologie montre ses atouts notamment dans les environnements difficiles.

Par rapport à d’autres connecteurs, elle est moins sensible à la poussière et aussi aux vibrations. Par exemple, elle est particulièrement adaptée à l’utilisation de la 5G et de l’edge computing dans la production industrielle. La fibre optique est le seul moyen d’atteindre des débits élevés et les faibles latences dans le backbone qui sont nécessaires à l’industrie 4.0 sur le long terme.

Les réseaux 5G eux-mêmes méritent également d’être mentionnés ; le FTTA (Fiber to the Antenna) est ici nécessaire. Les réseaux insensibles avec des débits toujours plus élevés sont également exigés dans les applications mobiles, par exemple dans le chemin de fer et l’avionique, où des vibrations considérables se produisent pendant le fonctionnement. Rosenberger OSI développe des connecteurs adaptés à ces applications en collaboration avec les clients, en fonction de leurs propres besoins.

Conclusion

Avec la numérisation en cours de tous les domaines de la vie et de l’économie, l’utilisation de la fibre optique va continuer à gagner en importance, ne serait-ce qu’en raison des débits plus élevés qui peuvent être réalisées. Les avantages – outre le débit, le diamètre plus petit et le raccordement de plus grandes distances par exemple – ont jusqu’à présent été contrebalancés par une manipulation complexe des processus d’enfichage. Ce n’est pas seulement la manipulation complexe, qui prend beaucoup de temps et qui a freiné son utilisation. C’était aussi le savoir-faire nécessaire à cet effet, qui limitait le nombre d’employés spécialisés capables d’effectuer de telles tâches.

C’est précisément là qu’intervient la technologie fibre optique à faisceau élargi car elle est plus facile à utiliser. Elle ouvre de nombreux nouveaux domaines d’application à la technologie fibre optique à haut débit. Des processus de raccordement plus rapides et moins de restrictions quant à la sélection du personnel approprié se traduisent par une réduction des coûts et de la durée des projets. En d’autres termes, rien ne s’oppose au succès de cette technologie.

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Author: Yves Grandmontagne

Rédacteur en chef de Datacenter Magazine - Co-fondateur de Human, Business & Technology SCOP SAS (éditeur de DCmag) - Journaliste, conférencier et analyste