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Comprendre les normes de l'UIT-T pour les différentes fibres optiques

Worton

Traducteur David
4 mai 2020

La nouvelle architecture de réseau optique 5G exige une grande largeur de bande et une faible latence. Les fournisseurs de câbles à fibres optiques sont tous engagés dans la fabrication de nouveaux produits destinés au déploiement du réseau 5G. Ces dernières années, des fibres optiques innovantes ont été introduites pour répondre aux besoins 5G, du cœur aux réseaux d'accès, telles que la fibre TXF™, la fibre SMF-28 Ultra et la fibre SMF-28 Ultra 200 proposées par le fournisseur mondial de fibres optiques Corning. Ces trois fibres sont conformes aux normes ITU-T G.654.E, ITU-T G.652.D, et ITU-T G.657.A1 respectivement. Quels sont les types de normes de l'UIT-T pour les fibres optiques et quelles sont leurs similitudes et différences ?

Les normes de l'UIT-T, également connues sous le nom de recommandations UIT-T, décrivent les propriétés géométriques et de transmission des câbles à fibres optiques multimodes et monomodes. Il y a actuellement sept recommandations communes de l'UIT-T en vigueur : ITU-T G.651.1, ITU-T G.652, ITU-T G.653, ITU-T G.654, ITU-T G.655, ITU-T G.656, et ITU-T G.657.

UIT-T G.651.1 - Fibre multimode à gradient d'indice 50/125µm pour les systèmes FTTH

La norme ITU-T G.651.1 a été développée sur la base de la norme ITU-T G.651 qui a été retirée en 2008. Cette norme définit la fibre multimode à gradient d'indice 50/125µm utilisée dans la zone de la bande 850nm ou 1300nm, ou bien peut être utilisée dans les deux zones de longueur d'onde simultanément. Comme le montre le tableau suivant, cette fibre présente un rayon de courbure de 15 mm. Comme aucune autre fibre multimode ne définit un rayon de courbure plus serré, cette fibre peut être considérée comme une fibre multimode insensible aux courbures. Actuellement, la fibre G.651.1 est principalement appliquée pour les immeubles à plusieurs locataires/logements pour réseaux FTTH, ainsi que pour des fonctions dans les réseaux d'entreprise, comme l'architecture “Fiber to the Zone” (FTTZ).


Diamètre de la gaine et du noyau Perte de macro-courbures Atténuation Portée de la longueur d'onde Applications
G.651.1 125 ±2 µm; 50 ±3 µm 15 mm Max à 850 nm : 1 dB
Max à 1300 nm : 1 dB
Max à 850 nm: 3.5 dB/km
Max à 1300 nm: 1.0 dB/km
850 nm;
1300 nm
Prise en charge des architectures FTTH et FTTZ ; recommandation de l'utilisation de la fibre multimode à quartz pour les réseaux d'accès dans des environnements spécifiques.

UIT-T G.652 - Fibre monomode standard pour les systèmes CWDM

ITU G.652 est la première norme de fibre monomode spécifiée par l'ITU-T. Cette norme inclut quatre versions: G.652.A, G.652.B, G.652.C, et G.652.D. Parmi elles, les fibres G.652.A et G.652.B sont rarement utilisées aujourd'hui en raison de leurs performances inférieures dans les applications WDM modernes. Alors que les fibres G.652.C et G.652.D présentent un faible pic d'eau (ZWP - Zero Water Peak), ce qui leur permet d'être utilisées dans la zone de longueur d'onde comprise entre 1310 nm et 1550 nm en supportant la transmission multiplexée par répartition en longueur d'onde (CWDM). La fibre G.652.D est actuellement la technologie la plus moderne, qui permet non seulement un rendement maximal de vos investissements mais aussi la meilleure protection. Elle est recommandée comme fibre de choix lors du déploiement de la fibre optique monomode dans la plupart des cas d'application actuels.


Caractéristiques Portée de la longueur d'onde Applications
G.652.A Max PMDQ=0.5 ps/√ km Bandes O et C Prend en charge des applications telles que celles recommandées dans les normes ITU-T G.957 et G.691 jusqu'à STM-16, ainsi que 10 Gbit/s jusqu'à 40 km(Ethernet) et STM-256 pour la norme ITU-T G.693.
G.652.B Atténuation maximale spécifiée à 1625 nm.
Max PMDQ=0.2 ps/√ km
Bandes O, C et L Prise en charge d'applications à débit binaire plus élevé jusqu'à STM-64, telles que certaines dans UIT-T G.691 et G.692, et STM-256 pour les applications dans UIT-T G.693 et G.959.1.
G.652.C Atténuation maximale spécifiée à 1383 nm (égale ou inférieure à 1310 nm)
Max PMDQ=0.5 ps/√ km
Bandes O, E, S, C et L Semblable à la norme G.652.A, mais cette norme permet la transmission dans des portions d'une gamme de longueurs d'onde étendue de 1360 nm à 1530 nm. Adapté aux systèmes CWDM.
G.652.D Atténuation maximale spécifiée de 1310 à 1625 nm. Atténuation maximale spécifiée à 1383 nm (égale ou inférieure à 1310 nm)
Max PMDQ=0.2 ps/√ km
Bandes O, E, S, C et L Semblable à la norme G.652.B, mais cette norme permet la transmission dans des portions d'une gamme de longueurs d'onde étendue de 1360 nm à 1530 nm. Adapté aux systèmes CWDM.

UIT-T G.653 - Fibre optique monomode à dispersion décalée pour transmission de longue distance

La norme ITU G.653 définit la fibre monomode à dispersion décalée qui présente une valeur de dispersion nulle autour de la longueur d'onde de 1550 nm où l'atténuation est minimale. Il existe deux catégories de fibres pour la norme G.653 : G.653.A et G.653.B, tous deux fonctionnant dans la zone de longueur d'onde 1550 nm, et pourraient fonctionner autour de 1310 nm à condition que le coefficient d'atténuation soit inférieur à 0,55 dB/km. Aujourd'hui, la fibre G.653 est rarement déployée et a été remplacée par la fibre G.655 pour les applications WDM. La raison en est que les canaux prévus à proximité de 1550 nm dans la fibre G.653 sont sérieusement affectés par le bruit provoqué par les effets non linéaires du mélange à quatre ondes (FWM est un effet non linéaire dans les systèmes WDM).


Caractéristiques Portée de la longueur d'onde Applications
G.653.A Valeur de dispersion chromatique nulle à 1550 nm. Atténuation maximale de 0,35 dB/km à 1550 nm Max PMDQ=0,5 ps/√ km 1550 nm Prise en charge des applications à haut débit à 1550 nm sur de longues distances.
G.653.B Atténuation maximale spécifiée à 1550 nm seulement. Max PMDQ=0.2 ps/√ km 1550 nm Avec un faible coefficient PMD, cette norme supporte des applications de transmission à plus haut débit que la norme G.653.A.

UIT-T G.654 - Fibre monomode décalée pour les réseaux sous-marins et terrestres de longue distance

L'UIT-T G.654 concerne les fibres optiques monomodes à décalage qui sont optimisées pour fonctionner dans la zone de 1500 nm à 1600 nm. Il comprend cinq versions révisées qui sont G.654.A, G.654.B, G.654.C, G.654.D et G.654.E. Les fibres G.654.A, G.654.B, G.654.C et G.654.D sont adaptées aux applications sous-marines de longue distance. Alors que la fibre G.654.E est conçue pour les réseaux optiques terrestres de longue distance à haut débit. Cette version est considéré comme une solution potentielle pour optimiser les performances de transmission des réseaux optiques longue distance à ultra-haut débit de prochaine génération. Pour en savoir plus sur la fibre G.654.E, veuillez consulter l’article “solution de fibre optique longue distance à grande vitesse - Fibre monomode G.654.E”.


Caractéristiques Portée de la longueur d'onde Applications
G.654.A Atténuation maximale de 0,22 dB/km à 1550 nm.
Max PMDQ=0.5 ps/√ km
1550 nm Adapté aux applications de transmission numérique longue distance, comme les systèmes de lignes terrestres longue distance et les systèmes de câbles sous-marins utilisant un amplificateur optique.
G.654.B Atténuation maximale de 0,22 dB/km à 1550 nm.
Max PMDQ=0.20 ps/√ km
1550 nm Même système UIT-T que le G.654.A et pour les applications longues distances UIT-T G.69.1 dans la zone des 1550 nm. Adapté également aux systèmes sous-marins sans répéteur WDM à longue distance et de plus grande taille avec des amplificateurs optiques à pompage à distance en G.973. Également pour les systèmes sous-marins avec amplificateurs optiques en G.977.
G.654.C Atténuation maximale de 0,22 dB/km à 1550 nm.
Max PMDQ=0.20 ps/√ km
1550 nm Adapté aux applications à haut débit et longue distance dans le cadre de la norme G.959.1.
G.654.D Atténuation maximale de 0,20 dB/km à 1550 nm.
Max PMDQ=0.20 ps/√ km
1550 nm Adapté aux systèmes sous-marins à débit binaire plus élevé des normes G.973, G.973.1, G.973.2 et G.977.
G.654.E Atténuation maximale de 0,23dB/km à 1550nm.
Max PMDQ=0.20 ps/√ km
1550 nm Similaire à la norme ITU-T G.654.B, mais présente une perte de macroflexion plus faible équivalente aux fibres ITU-T G.652.D, et une plage plus étroite de MFD nominal. Pour un déploiement en tant que câbles terrestres avec des caractéristiques OSNR améliorées pour supporter une transmission cohérente à plus haut débit, par exemple, les systèmes 100G/200G/400G.

UIT-T G.655 - Fibre monomode longue distance traditionnelle pour système CWDM

La norme ITU-T G.655 définit la fibre optique monomode à dispersion décalée non nulle avec des performances spécifiées à 1550 nm et 1625 nm. Cette norme comporte cinq catégories : G.655.A, G.655.B, G.655.C, G.655.D, et G.655.E. Ces fibres étaient originellement destinées pour une utilisation sur des longueurs d'onde comprises entre 1530 et 1565 nm, mais elles peuvent être prises en charge sur des longueurs d'onde allant jusqu'à 1625 nm et jusqu'à 1460 nm. Les fibres G.655 étaient populaires avant 2005 pour systèmes WDM et câbles longue distance, adaptées aux applications longue distance et aux réseaux fédérateurs. Elles deviennent obsolètes et sont remplacées par la fibre G.652.D.


Caractéristiques Portée de la longueur d'onde Applications
G.655.A Atténuation maximale à 1550 nm seulement. Valeur CD inférieure à la catégorie B et C. Bande C Supporte les applications de transmission DWDM (G.692) dans la bande C avec un espacement des canaux allant jusqu'à 200GHz.
G.655.B Atténuation maximale spécifiée à 1550 et 1625 nm. Max PMDQ=0.5 ps/√ km Bande C+L Prise en charge des applications de transmission DWDM (G.692) dans la bande C+L avec un espacement des canaux allant jusqu'à 100GHz.
G.655.C Atténuation maximale spécifiée à 1550 et 1625 nm. Max PMDQ=0.2 ps/√ km Bande O à C Semblable à G.655.B, mais permet des applications de transmission à haut débit pour STM-64 (10 Gbps) jusqu'à 2000 km. Adapté également pour STM-256 (40 Gbps).
G.655.D Atténuation maximale spécifiée à 1550 et 1625 nm. Max PMDQ=0.2 ps/√ km Bande C+L Pour les longueurs d'onde supérieures à 1530 nm. Des applications similaires au G.655.B sont prises en charge. La longueur d'onde, inférieure à 1530 nm, peut prendre en charge les applications CWDM sur les canaux de 1471 nm et plus.
G.655.E Atténuation maximale spécifiée à 1550 et 1625 nm. Max PMDQ=0.2 ps/√ km Bande C+L Similaire à la version G.655.D, mais avec des valeurs de CD plus élevées pour applications avec un faible espacement des canaux.

UIT-T G.656 - Fibre à dispersion non nulle pour systèmes CWDM et DWDM

La fibre optique UIT-T G.656 a été conçue pour une utilisation dans des systèmes à large bande utilisant à la fois DWDM et CWDM, destinés à opérer dans des zones de longueurs d'onde allant de 1460 nm à 1625nm. L'atténuation de la fibre G.655 est faible à 1460nm -1625nm, mais lorsque la longueur d'onde est inférieure à 1530nm, la dispersion est trop faible pour le système WDM. La fibre G.656 n'est donc pas adaptée aux applications fonctionnant entre 1460 nm et 1530 nm.


Caractéristiques Portée de la longueur d'onde Applications
G.656 Atténuation maximale à 1460, 1550 et 1625 nm. Max PMDQ=0.2 ps/√ km Bandes S, C et L Prise en charge des systèmes CWDM et DWDM sur toute la gamme de longueurs d'onde de 1460 nm à 1625 nm.

UIT-T G.657 - Fibre monomode insensible aux courbures pour systèmes FTTH

L'ITU-T G.657 est la dernière édition des normes sur les fibres optiques monomodes et spécifie les caractéristiques des fibres optiques monomodes insensibles aux courbures. Les fibres G.657 sont principalement utilisées pour les réseaux d'accès optique à large bande dans les bureaux et domiciles (en immeubles et maisons individuelles). Il existe deux catégories UIT-T G.657 : G.657.A et G.657.B. La fibre G.657.A est conforme à la norme ITU-T G.652.D existante, mais elle offre une performance de macro-courbures environ dix fois supérieure. La fibre G.657.B est une classe vraiment insensible aux courbures, avec une résistance aux courbures des centaines de fois supérieure à celle des fibres monomodes traditionnelles et environ dix fois supérieure à celle de la classe G.657.A. La fibre G.657.B n'est conforme à aucune ancienne norme de l'UIT-T. G.657.A et G.657.B peuvent être subdivisées en G.657.A1, G.657.A2, G.657.B2 et G.657.B3, qui se distinguent par leurs exigences en matière de macro-courbures. Les fibres G.657.A2 et G.657.B3 présentent des performances de macro-courbures supérieures à celles des fibres G.657.A1 et G.657.B2.


Caractéristiques Portée de la longueur d'onde Applications
G.657.A À un rayon de 15 mm, 10 tours, 0,25 dB max à 1550 nm, 1 dB max à 1625 nm. Max PMDQ=0.20 ps/√ km de la bande O à la bande L Installation d'accès optimisée en ce qui concerne la macro courbure, la perte, les autres paramètres pouvant être similaires à ceux du G.652.D.
G.657.B À un rayon de 15 mm, 10 tours, 0,03 dB max à 1550 nm, 0,1 dB max à 1625 nm de la bande O à la bande L Prise en charge de l'installation de réseaux d'accès optimisés avec des rayons de courbure très faibles appliqués dans les systèmes de gestion des fibres et en particulier pour les installations à distance limitée.

Comparaison des fibres G.651.1, G.651, G.652, G.655, G.656 et G.657

Comme nous pouvons le voir dans le contenu précédent, certaines des fibres G.65x partagent des caractéristiques similaires et sont conçues pour des applications comparables. Nous analysons ici plus en détail leurs différences :

G.651.1 vs. G.657.A vs. G.657.B

G.651.1, G.657.A et G.657.B définissent toutes des fibres insensibles aux courbures, conçues pour les systèmes FTTH. Cependant, la fibre multimode G.651.1 a des débits de données plus élevés pour les communications à courte distance. Elle offre donc de meilleures performances par rapport à toute autre fibre monomode sur les campus et autres réseaux d'entreprise ou à tout lieu où la majorité des liaisons réseau sont inférieures à 100 ou 250 m. La fibre G.657.A est rétrocompatible avec la fibre G.652.D, ce qui permet de réduire les coûts d'installation et de déploiement grâce à une intégration transparente et sans interruption avec le câblage fibre G.652.D en place. Une installation complète est nécessaire lors du déploiement des fibres G.651.1 et G.657.B, ce qui entraîne une augmentation des coûts. L'avantage de la fibre G.657.B est la grande résistance aux courbures. Pour les applications à installer entièrement neuves, il est préférable d'utiliser la fibre G.657.B, en particulier dans les bâtiments à plusieurs locataires où les installateurs sont confrontés à des environnements difficiles où le diamètre de courbure est très faible.

G.652.D vs. G.655 vs. G.656

Les fibres G.652.D, G.655 et G.656 supportent les systèmes CWDM ou DWDM, chacune ayant ses forces et ses faiblesses dans la transmission longue distance. G.652.D est une fibre à faible pic d'eau avec des performances d'atténuation améliorées, permettant l'utilisation de systèmes CWDM. La fibre G.655 a une faible dispersion chromatique et supporte les systèmes longue distance qui utilisent le système CWDM dans la gamme de longueurs d'onde de 1550 nm à 1625 nm. La fibre G.656 a une dispersion chromatique moyenne et est optimisée pour les systèmes longue distance avec les systèmes DWDM et CWDM sur 1460 nm à 1625 nm.

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