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Solution de fibre optique longue distance à grande vitesse - Fibre monomode G.654.E

Migelle

Traducteur David
3 mars 2021

De nombreuses études théoriques et expérimentales ont montré que la fibre G.654.E à très faibles pertes et à grande surface effective peut améliorer considérablement les performances de transmission longue distance des réseaux 100G, 200G, 400G et plus rapides par rapport à la fibre G.652 classique. La fibre G.654.E est donc considérée comme une option intéressante pour optimiser les performances de transmission des réseaux optiques longue distance à très haut débit de la prochaine génération.

La fibre G.654.E est un nouveau type de fibre optique monomode à décalage de longueur d'onde. Il est compilé avec la norme G.654.E publiée par l'UIT-T en novembre 2016, qui est la dernière révision de la "Recommandation G.654 de l'UIT-T - Caractéristiques d'une fibre optique monomode décalée par coupure et d'un câble". Les anciennes révisions de la norme ITU-T G.654 comprennent les normes G.654.A, G.654.B, G.654.C et G.654.D qui décrivent les fibres typiquement utilisées dans les applications sous-marines.

Comme les fibres monomodes G.654.A, G.654.B, G.654.C et G.654.D, la fibre G.654.E se caractérise également par des pertes ultra-faibles et une large zone effective. Cependant, il présente de grands avantages en ce qui concerne la température de fonctionnement, la perte par macroflexion, etc. Pour être précis, les câbles à fibres optiques G.654.A, G.654.B, G.654.C et G.654.D sont principalement appliqués dans des environnements marins où la température est constante : environ -1℃ à 2℃. Alors que la fibre G.654.E est conçue pour être utilisée sur les terrains où les changements de température sont plus importants, de -65℃ à 85℃. La fibre G.654.E peut également résister à toutes sortes de contraintes et avoir une grande performance anti-courbure pour répondre aux pressions environnementales, contraintes de courbure, impact mécanique dans les environnements terrestres complexes. Toutes ces caractéristiques permettent à la fibre G.654.E d'être adaptée aux réseaux optiques terrestres longue distance à haut débit plutôt qu'aux applications transocéaniques. Le tableau suivant indique les différences d'attributs des fibres et des câbles des fibres monomodes G.654.A, G.654.B, G.654.C, G.654.D et G.654.E :

Paramètres
G.654 A G.654 B G.654 C G.654 D G.654.E
Caractéristiques de la fibre
Diamètre du champ de mode Longueurs d'ondes 1550nm 1550nm 1550nm 1550nm 1550nm
Diamètre du noyau 9.5 ~ 10.5μm 9.5 ~ 13.0μm 9.5 ~ 10.5μm 11.5 ~ 15.0μm 11.5 ~ 12.5μm
Tolérance ± 0.7μm ± 0.7μm ± 0.7μm ± 0.7μm ± 0.7μm
Diamètre de la gaine Diamètre de la gaine 125μm 125μm 125μm 125μm 125μm
Tolérance ± 0.7μm ± 1μm ± 0.7μm ± 0.7μm ± 1μm
Caractère non circulaire de la gaine Max. ≤2.0 % ≤2.0 % ≤2.0 % ≤2.0 % ≤2.0 %
Erreur de concentricité de la gaine Max. ≤ 0.8μm ≤ 0.8μm ≤ 0.8μm ≤ 0.8μm ≤ 0.8μm
Longueur d'onde seuil du câble Max. ≤ 1530 nm ≤ 1530 nm ≤ 1530 nm ≤ 1530 nm ≤ 1530 nm
Atténuation des macro-courbures Rayon 30mm 30mm 30mm 30mm 30mm
nombre de rotations 100 turns 100 turns 100 turns 100 turns 100 turns
Max. à 1652nm 0.5dB 0.5dB 0.5dB 0.5dB 0.1dB
Résistance de stress Min. 0.69Gpa 0.69Gpa 0.69Gpa 0.69Gpa 0.69Gpa
Coefficient de dispersion chromatique D1550max 20ps/(nm · km) 20ps/(nm · km) 20ps/(nm · km) 23ps/(nm · km) 23ps/(nm · km)
S1550max 0.070ps/(nm2 · km) 0.070ps/(nm2 · km) 0.070ps/(nm2 · km) 0.070ps/(nm2 · km) 0.070ps/(nm2 · km)
Caractéristiques du câble
Coefficient d’attenuation Max. à 1550 nm 0.22dB/km 0.22dB/km 0.22dB/km 0.22dB/km 0.23dB/km
Coefficient PMD M 20 câbles 20 câbles 20 câbles 20 câbles 20 câbles
Q 0.01% 0.01% 0.01% 0.5dB 0.01%
Max. PMDQ 0.5ps/√km 0.5ps/√km 0.5ps/√km 0.5ps/√km 0.2ps/√km

La fibre G.654.E contribue à améliorer la valeur OSNR

OSNR (Optical Signal to Noise Ratio) est l'un des paramètres essentiels qui a un grand impact sur les performances de transmission des réseaux optiques. La fibre G.654.E présente une très faible atténuation de macro-courbure et une large surface effective, ce qui contribue à améliorer la valeur OSNR en réduisant les pertes de transmission et en offrant une puissance de déploiement plus élevée. Nous utilisons ici la méthodologie du facteur de mérite (FOM) pour comparer les performances de transmission du G.654.E et d'autres fibres optiques terrestres longue distance. FOM sur l'axe “y” correspond à une augmentation du facteur Q (une mesure de performance concise pour la caractérisation rapide des systèmes de transmission numérique optique) par rapport à la fibre standard G.652, ce qui peut se traduire par une amélioration de la portée. Un avantage de 1 dB représente une augmentation de la portée de 25%, un avantage de 2 dB représente une augmentation de la portée de 60%, et un avantage de 3 dB représente une augmentation de la portée de 100%. Comme le montre la figure suivante, la fibre G.654.E offre les meilleures performances de transmission.

G.654.E Performance des fibres.jpg

La fibre G.654.E contribue à augmenter la distance de transmission des relais

Le réseau de transport optique longue distance à grande vitesse doit relever d'énormes défis pour améliorer la distance de transmission. Selon les résultats obtenus dans le cadre de nombreuses expériences et recherches pratiques, la conception à large surface effective de la fibre optique G.654.E augmente la dimension de la section centrale de la fibre, ce qui permet de propager un signal optique de plus grande puissance. Ce type de fibre peut donc prolonger la distance de transmission optique de 70 à 100 % par rapport à la fibre optique G.652. Il est prouvé que la fibre G.654.E peut augmenter la distance de transmission des nœuds de relais jusqu'à 900 km ou plus. Et une étude de terrain démontre que la fibre monomode G.654.E peut atteindre une distance de transmission WDM 400 Gbps de 2000 km, combinée à un amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) et à un amplificateur Raman à répartition inverse (DRA).

La fibre G.654.E contribue à réduire les coûts de déploiement du réseau

Par rapport à la fibre G.652, l'utilisation de la fibre G.654.E augmentera le coût du câble à fibre optique car celle-ci est plus chère. Toutefois, ce coût est faible par rapport au déploiement de la fibre G.652 pour les systèmes de réseaux optiques à haut débit. En effet, l'utilisation de câbles à fibre G.652 entraînera des quantités et des coûts beaucoup plus importants sur les nœuds de relais optiques car la fibre G.652 a une distance de transmission beaucoup plus courte. Alors que la fibre G.654.E avec une distance de transmission plus longue peut réduire le nombre total et le coût des nœuds et des systèmes de relais optiques dans les réseaux longue distance à haut débit.

Conclusion

La fibre G.654.E à pertes ultra-faibles et à large surface effective peut améliorer considérablement les performances de transmission des systèmes optiques cohérents de 100 Gbit/s, 200g Gbit/s, 400 Gbit/s et au-delà de 400 Gbit/s, contrairement à la fibre monomode standard. Elle devrait être fortement adoptée par le marché car des réseaux à haut débit 100G, 200G, 400G sont déployés à grande échelle pour l'interconnexion des centres de données (DCI), les réseaux métropolitains et autres réseaux optiques longue distance dans les années à venir.

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