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5 types de fibres optiques pour les réseaux 5G

Charlene

Traducteur David
17 avril 2020

Les câbles à fibres optiques sont l'un des éléments essentiels des réseaux 5G. Nous savons que les réseaux 5G fourniront aux consommateurs des services à haut débit et à faible latence, avec des connexions plus fiables et plus performantes. Mais pour y parvenir, la mise en place d’une quantité importante de stations 5G est nécessaire en raison de la bande de fréquences 5G supérieure et de la couverture limitée du réseau. il est estimé que d'ici 2025, le nombre total de stations de base 5G dans le monde devrait atteindre 6,5 millions, ce qui implique des exigences plus élevées en matière de performance et de production de câbles à fibre optique.

Actuellement, il existe encore quelques incertitudes concernant les architectures de réseau 5G et le choix des solutions techniques. Mais dans la couche physique, les câbles à fibres optiques 5G devraient répondre à la fois aux besoins des applications actuelles et aux besoins de développement futurs. Voici cinq types de câbles à fibres optiques qui répondent aux problèmes des réseaux 5G mis en place dans une certaine mesure.

1. Fibre optique insensible aux courbures pour stations de relais micro 5G intérieures

Les connexions en fibre dense entre les nouvelles stations de relais 5G micro et macro constituent le défi principal dans la mise en place d’un réseau d'accès 5G. Les environnements de câblage complexes, en particulier le câblage en fibre optique intérieur, les espaces et courbures limités exigent des conditions élevées pour les performances de la fibre. La fibre optique conforme à la norme IUT G.657.A2/B2/B3 est très performante et peut être fixée et pliée sur des angles serrés sans sacrifier les performances.

De nombreux fabricants de fibres ont annoncé des câbles à fibres insensibles aux courbures (BIF) à faible perte pour résoudre les problèmes des applications intérieures 5G.

Entreprise Nom du produit Normes IUT Rayon de courbure
(1 tour autour d'un mandrin)
Atténuation induite
(dB)
Corning ClearCurve LBL fiber G.652.D, G.657.A2/B2 7.5 mm ≤ 0.4
YOFC EasyBand® Ultra BIF G.652.D, G.657.B3 5 mm ≤ 0.15
Prysmian Group BendBright XS fiber G.652.D, G.657.A2/B2 7.5 mm ≤ 0.5

Note : L'atténuation induite est due à la fibre enroulée autour d'un mandrin d'un rayon spécifié.

2. Fibre multimode OM5 appliquée aux réseaux centraux 5G

Les fournisseurs de services 5G doivent également se concentrer sur la construction du réseau de fibres optiques des centres de données où le contenu est stocké. Actuellement, la vitesse de transmission des centres de données évolue de 10G/25G, 40G/I00G à 25G/I00G, 200G/400G, ce qui pose de nouvelles exigences pour les fibres optiques multimodes utilisées pour l'interconnexion au sein des centres de données. Les fibres optiques multimodes doivent être compatibles avec la norme Ethernet existante, supporter les futures mises à niveau vers des vitesses plus élevées comme 400G et 800G, prendre en charge les technologies de multiplexage multi-longueur d'onde comme SWDM et BiDi, et doivent également offrir une excellente résistance aux courbures pour s'adapter aux scénarios de câblage des centres de données denses.

Fibre OM5 dans des applications BiDi 100G et SWDM 100G.jpg

Figure 1 : Fibre OM5 dans des applications BiDi 100G et SWDM 100G

Dans ces conditions, la nouvelle fibre multimode OM5 à large bande devient l'option de choix pour la construction de centres de données. La fibre OM5 permet de transmettre simultanément plusieurs longueurs d'onde au alentour de 850 nm à 950 nm. En adoptant la modulation PAM4 et la technologie WDM, la fibre optique OM5 est capable de couvrir 150 mètres dans des systèmes de transmission à 100Gb/s, 200Gb/s et 400Gb/s, et garantir la capacité des réseaux de transmission à courte distance et à haut débit futurs, ce qui en fait le choix optimal pour les connexions entre centres de données au sein des environnements 5G.

Type de fibre Bande passante effective (MHz.km) Bande passante d’injection complète (MHz.km)
Type de fibre 850nm 953nm 850nm 953nm 1310nm
OM3 >2000 / >1500 / >500
OM4 >4700 / >3500 / >500
OM5 >4700 / >3500 1850 >500

Voici une comparaison de la longueur de liaison de la fibre OM5 et d'autres fibres multimodes sur une longueur d'onde de 850 nm.


Longueur de la liaison (M) à 850nm de longueur d'onde
Type de fibre 10GBASE-SR 25GBASE-SR 40GBASE-SR4 100GBASE-SR4 400GBASE-SR16 400GBASE-SR8 400GBASE-SR4.2
OM3 300 70 100 70 100 70 70
OM4 550 100 150 100 150 100 100
OM5 550 100 150 100 150 100 150

3. Les fibres optiques de diamètre micronique permettent une densité de fibres plus élevée

En raison de la complexité des environnements de déploiement de la couche d'accès ou d'agrégation des réseaux 5G, il est facile de rencontrer des problèmes tels que les ressources limitées de canalisation de câbles existante. Pour que les espaces limités puissent contenir davantage de fibres optiques, les fabricants de câbles s'efforcent de réduire la taille et le diamètre des faisceaux de câbles. Par exemple, Prysmian Group a récemment introduit la fibre monomode BendBright XS 180µm pour répondre aux exigences de la technologie 5G. Cette fibre optique innovante permet aux concepteurs de câbles d'offrir des dimensions de câble très réduites tout en conservant un diamètre de verre de 125µm.

La fibre BendBright XS 180µm de Prysmian.jpg

Figure 2 : La fibre BendBright XS 180µm de Prysmian

Avec les mêmes principes, Corning a introduit la fibre SMF-28 Ultra 200 qui permet aux fabricants de câbles à fibres optiques de réduire de 45 microns les épaisseurs de revêtement des câbles précédents, allant de 245 microns à 200 microns, pour obtenir un diamètre total inférieur. Et YOFC, un autre fabricant de fibres optiques, fournit également EasyBand plus-Mini 200μm, une fibre insensible aux courbures de diamètre réduit pour les réseaux 5G, qui offre une diminution de 50 % du diamètre du câble et une augmentation significative de la densité des fibres dans les canalisations par rapport aux fibres optiques standard.

4. La fibre ULL à grande surface effective peut prolonger la longueur du lien 5G

Les fabricants de fibres 5G étudient activement les technologies de fibres optiques à ultra-faibles pertes (ULL) pour prolonger la portée des fibres au maximum. La fibre optique G.654.E est un exemple de ces fibres 5G innovantes. Différente de la fibre G.652.D classique souvent utilisée en 10G, 25G et 100G, la fibre G.652.E présente une surface effective plus large et des caractéristiques de perte ultra-faible, ce qui peut réduire considérablement l'effet non linéaire de la fibre optique et améliorer l'OSNR qui sont facilement affectés par un format de modulation de signal plus élevé dans les connexions 200G et 400G.

Vitesse (bps) 40G 100G 400G 400G
Type de fibre G.652 standard G.652 faible perte G.652 faible perte G.654.E innovante
Capacité max. (Tbs) 3.2 8 20 20
Distance limite de relais (km) 6000 3200 <800 <2000
Atténuation typique de la liaison (dB/km) 0.21 0.20 0.20 0.18
Zone effective de la fibres (µm²) 80 80 80 130

Avec la constante augmentation de la vitesse de transmission, capacité du réseau central 5G et du centre de données en nuage, les câbles à fibres optiques de ce type seront davantage nécessaires. La nouvelle fibre TXF de Corning, un type de fibre G.654.E, est dotée de capacités de débit élevé et d'une portée exceptionnelle, ce qui permet aux opérateurs de réseau de faire face à la demande croissante de bande passante tout en réduisant les coûts globaux. Récemment, Infinera et Corning ont obtenu une capacité de 800G sur 800 km en utilisant cette fibre TXF, ce qui montre que cette fibre devrait offrir d'excellentes solutions de transmission longue distance pour le déploiement de réseaux 5G.

5. Câbles à fibre optique pour une installation de réseau 5G plus rapide

Le déploiement du réseau 5G comprend des scénarios en intérieur et extérieur, et dans les deux cas, la vitesse d'installation est un facteur à prendre en compte. Un câble optique entièrement sec utilisant la technologie de blocage à l'eau sèche est capable d'améliorer la vitesse d'épissage des fibres lors de l'installation du câble. Les microcâbles soufflés à l'air sont compacts et légers et contiennent une densité de fibres élevée pour maximiser le nombre de fibres. Ce type de câble est facile à installer dans des conduits plus longs avec multiples virages et ondulations, et peut permettre d'économiser sur la main-d'œuvre et temps d’installation, et d'améliorer l'efficacité de mise en place grâce aux méthodes d'installation par soufflage. Pour le déploiement de câbles à fibres optiques en extérieur, il faut également utiliser des câbles optiques anti-rongeurs et anti-oiseaux.

Soyez prêt pour les réseaux 5G

Actuellement, la fibre optique est le moyen idéal capable de répondre à la demande du 5G. La capacité améliorée de la bande passante des réseaux 5G, les exigences de latence réduites et les déploiements extérieurs compliqués posent des défis et offrent également des possibilités illimitées aux fabricants de fibres optiques, mais les réseaux optiques doivent s'adapter rapidement pour répondre à ces nouvelles demandes. À l'exception de la fibre optique mentionnée ci-dessus, il reste à voir si les fabricants de fibres 5G décident de produire et commercialiser de nouveaux types de fibres.

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