850 vs 1310 vs 1550 nm : choisissez la bonne longueur d'onde de fibre

850 nm, 1 310 nm et 1 550 nm sont les trois longueurs d'onde standard des fibres optiques, car chacune d'entre elles s'aligne sur une fenêtre de transmission à faible perte en fibre de verre et est soutenue par des lasers, des détecteurs, des émetteurs-récepteurs et des équipements de test matures. La règle rapide utilisée par la plupart des ingénieurs : choisir850 nm pour les liaisons multimodes courtesà l'intérieur d'un bâtiment ou d'un centre de données,1310 nm pour les liaisons monomodes jusqu'à environ 10 km, et1 550 nm pour les systèmes longue distance, amplifiés ou DWDM. Le reste de ce guide explique pourquoi ces fenêtres existent, ce que chaque longueur d'onde vous coûte réellement en atténuation et comment faire correspondre une longueur d'onde à votre fibre, vos optiques, votre distance et votre plan de test.

La longueur d’onde n’est jamais un choix autonome. Il est lié au type de fibre et au module optique, le véritable objectif est donc de choisir une combinaison complète - fibre, émetteur-récepteur, connecteur et budget de liaison - plutôt qu'un nombre isolé.

Qu'est-ce qu'une longueur d'onde de fibre optique ?

Une longueur d'onde est l'espacement entre les points répétitifs d'une onde lumineuse, mesuré en nanomètres (nm) dans la fibre optique. La lumière se situe dans la bande proche infrarouge et est invisible à l'œil nu. C'est pourquoi une fibre sous tension peut transporter une puissance optique importante sans que rien ne soit visible au niveau du connecteur - et pourquoi vous ne devriez jamais regarder dans une fibre alimentée.

Lorsqu'une liaison est décrite comme « 850 nm », « 1 310 nm » ou « 1 550 nm », ce chiffre correspond à la longueur d'onde centrale nominale du signal transmis. La longueur d'onde est importante car elle détermineatténuation, dispersion chromatique, distance utilisable, compatibilité des types de fibres, conception de l'émetteur-récepteur, planification des canaux WDM et manière dont la liaison est testée.

Pourquoi la fibre optique utilise 850 nm, 1310 nm et 1550 nm

Le verre n'atténue pas toutes les longueurs d'onde de la même manière. La perte est dominée par la diffusion Rayleigh, qui diminue fortement à mesure que la longueur d'onde augmente (à peu près avec la quatrième puissance inverse de la longueur d'onde), ainsi que par les pics d'absorption - historiquement un fort pic eau/OH⁻ proche de 1383 nm. Les trois fenêtres classiques se trouvent dans les vallées à faibles pertes entre ces sommets, ce qui explique principalement pourquoi elles sont devenues la norme.

Ces fenêtres correspondent également aux bandes optiques nommées utilisées dans l'industrie . 1310 nm se trouve dans la bande O (originale, environ 1 260 - 1 360 nm), tandis que 1 550 nm se trouve dans la bande C (conventionnelle, environ 1 530 - 1 565 nm), les bandes S, E et L comblant les lacunes. Si vous souhaitez le plan complet du groupe, notre aperçu debandes de longueurs d'onde des fibres optiques et fenêtres de transmission optiqueparcourt chacun d’eux.

L’écosystème est tout aussi important. L'industrie a construit un matériel complet autour de ces trois points : VCSEL et LED à 850 nm, lasers Fabry-Perot et DFB à 1 310 nm et 1 550 nm, photodiodes, émetteurs-récepteurs, filtres WDM et instruments de test correspondants. Cette chaîne d’approvisionnement mature explique en grande partie pourquoi les trois guichets sont restés dominants pendant des décennies.

850 nm contre 1 310 nm contre 1 550 nm

*Chiffres typiques. La perte réelle dépend de la qualité de la fibre et de la norme applicable.

Considérez ce tableau comme un point de départ. Le choix final doit suivre les spécifications de la fibre, la fiche technique de l'émetteur-récepteur, la norme du réseau et le bilan de la liaison.

Atténuation typique par longueur d'onde

L'atténuation est le nombre le plus utile pour la planification, voici donc les valeurs représentatives. Pour la fibre multimode, la perte est d'environ 3 dB/km à 850 nm et d'environ 1 dB/km à 1 300/1 310 nm, avec TIA-568 fixant des maximums proches de 3,5 et 1,5 dB/km. Pour la fibre monomode, la perte est d'environ 0,32 à 0,4 dB/km à 1 310 nm et de 0,18 à 0,25 dB/km à 1 550 nm, et les fibres haut de gamme à faible perte atteignent moins de 0,17 dB/km à 1 550 nm. Ceux-ci correspondent aux chiffres de pertes typiques publiés parL'Association de la Fibre Optique.

Pourquoi est-ce important : sur 100 m, la différence entre les longueurs d'onde est insignifiante, mais sur 80 km, c'est elle qui décide si la liaison se ferme ou non. Cet écart est la principale raison pour laquelle le 1 550 nm domine la conception longue distance tandis que le 850 nm reste dans le centre de données.

850 nm : liaisons multimodes à courte portée

850 nm est le cheval de bataille multimode. Il fonctionne sur fibre OM3, OM4 et OM5 avec des émetteurs-récepteurs VCSEL à faible coût, c'est pourquoi il domine dans les centres de données et les bâtiments.

Où ça correspond.Liens commutateur-serveur et feuille-épine du centre de données, courtes distances Ethernet et câblage structuré haute densité. Un exemple réel courant est une liaison 100GBASE-SR4 surCordons de brassage multimode OM4jusqu'à environ 100 m, ou 10GBASE-SR sur OM3/OM4 pour les sauts plus courts. Ceux-ci s'associent aux modules multimodes SFP+, QSFP et QSFP28.

• Meilleur ajustement :des liaisons courtes, denses et sensibles aux coûts, où les longueurs de fibre sont bien inférieures à quelques centaines de mètres.
• À éviter quand :la portée a besoin d'une portée monomode - pousser 850 nm au-delà de son budget provoque des erreurs de bits, pas seulement une marge plus mince.
• Vérifiez avant utilisation :qualité de fibre (OM3 vs OM4 vs OM5), type de connecteur et distance prise en charge par le module à votre débit de données. À grande vitesse, c'est la bande passante modale, et non l'atténuation, qui limite la distance de 850 nm.

1310 nm : liaisons monomodes équilibrées

1 310 nm est la valeur par défaut pour les liaisons monomodes qui n'ont pas besoin de capacité DWDM ou de portée de 1 550 nm. Il se situe dans la bande O, près de la région de dispersion nulle de la fibre monomode standard, ce qui maintient une faible dispersion chromatique et la rend indulgente sur des distances modérées. Ce comportement de dispersion nulle proche de 1310 nm est exactement ce queUIT-T G.652spécifie pour la fibre monomode standard.

Où ça correspond.Réseaux fédérateurs d'entreprise et de campus, accès au métro et liaisons point à point moyenne distance surCordons de brassage monomode OS2. Les optiques typiques sont 1000BASE-LX, 10GBASE-LR (environ 10 km) et 100GBASE-LR4 - la famille "LR / longue portée".

1310 nm contre 1550 nm, brièvement.Le 1 310 nm gagne en termes de dispersion et de coût des composants pour des portées modérées ; 1 550 nm gagne en termes d’atténuation et de prise en charge de l’amplificateur pour les longues portées. Si votre liaison fait moins de 10 km et que vous ne multiplexez pas beaucoup de canaux, 1310 nm est généralement le choix le plus simple et le moins cher.

Le 1310 nm est-il monomode ou multimode ?Dans la conception moderne, il s'agit d'une longueur d'onde monomode. Vous verrez toujours 1 300/1 310 nm dans les tests multimodes et les contextes multimodes existants, c'est pourquoi vous devriez lire la spécification complète du système plutôt que de juger uniquement par la longueur d'onde.

• Meilleur ajustement :liaisons monomodes jusqu'à environ 10 km sans amplification.
• À éviter quand :vous avez besoin de 40 km ou plus de DWDM non amplifié ou à nombre de canaux élevé.
• Vérifiez avant utilisation :que les deux extrémités sont monomodes, que le connecteur et le vernis correspondent et que la classe de portée (par exemple LR vs ER) couvre votre distance.

1 550 nm : faible perte pour les longs courriers et le WDM

1550 nm est la longueur d’onde longue distance et haute capacité. L'atténuation dans la silice est ici à son minimum pratique, de sorte que chaque kilomètre coûte moins de puissance optique - ce qui est décisif sur des dizaines ou des centaines de kilomètres.

Deux choses rendent le 1550 nm spécial. Premièrement, une faible perte étend le budget de liaison sur de longues distances. Deuxièmement, il se situe dans la bande C, où fonctionnent les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA), de sorte que les signaux peuvent être amplifiés optiquement sans reconversion en électronique. Ensemble, ceux-ci permettent 10GBASE-ER (environ 40 km), 10GBASE-ZR (environ 80 km) et des systèmes cohérents longue distance.

1550 nm et WDM.Le multiplexage par répartition en longueur d'onde envoie de nombreux canaux sur une fibre à différentes longueurs d'onde. Le WDM dense (DWDM) regroupe des dizaines de canaux étroitement espacés autour de la bande C, sur la grille ancrée à 193,1 THz (environ 1 552,52 nm) définie parUIT-T G.694.1. C'est pourquoi 1 550 nm n'est pas simplement une longueur d'onde « à faible perte », mais l'épine dorsale du transport à haute capacité. Pour les liens multicanaux, notreModules multiplexeur/démultiplexeur DWDMgérer la combinaison et la division des longueurs d'onde.

• Meilleur ajustement :transport long-courrier, métro, liaisons amplifiées et capacité DWDM.
• À éviter quand :une liaison courte serait moins chère sur des optiques de 850 nm ou 1 310 nm. 1550nm et les amplificateurs coûteraient plus cher, et une puissance de lancement élevée peut déclencher des effets non linéaires.
• Vérifiez avant utilisation :puissance de lancement par rapport à la surcharge du récepteur, dispersion sur de longues distances et si la route est en bande C uniquement ou C+L.

Tableau de sélection de la longueur d'onde de la fibre optique

Utilisez cette matrice pour passer d'un scénario à une configuration de départ, puis confirmez par rapport aux fiches techniques et à votre budget de liaison.

Comment choisir la bonne longueur d'onde de fibre optique

La longueur d’onde est une décision liée à la conception du système, et pas seulement à la physique. Effectuez cinq contrôles.

1. Faites correspondre le type de fibre

La fibre multimode (OM3/OM4/OM5) pointe vers 850 nm pour une courte portée moderne. La fibre monomode (OS2) pointe vers 1310 nm pour les distances modérées et 1550 nm pour les liaisons longues ou WDM. Si vous n'êtes pas sûr de la fibre utilisée par un itinéraire, cette description de la façon dontles fibres monomodes et multimodes diffèrent en termes de distance et de vitessevous aidera à décider.

2. Faites correspondre la distance

Les sauts courts dans un rack ou une pièce conviennent au multimode 850 nm et y sont les moins chers. Les liaisons de bâtiment à bâtiment, de campus, de métro et d'accès conviennent au mode monomode 1 310 nm. Les routes très longues, amplifiées ou à grande capacité nécessitent 1 550 nm.

3. Faites correspondre l'émetteur-récepteur

Ne choisissez jamais une longueur d’onde en dehors du module optique. Un émetteur-récepteur est conçu pour une longueur d'onde, un type de fibre et une portée spécifiques, et le câble doit y correspondre. Vous pouvez parcourirÉmetteurs-récepteurs optiques SFPPar longueur d'onde et atteindre pour s'appairer correctement. Vérifiez toujours la longueur d'onde, le type de fibre, l'interface du connecteur, la portée maximale, la puissance de transmission, la sensibilité du récepteur, le budget de liaison et le débit de données.

4. Vérifiez le budget des liens

Le bilan de liaison compare la puissance de l'émetteur à chaque perte sur le chemin : atténuation de la fibre, connecteurs, épissures, répartiteurs, panneaux de brassage, courbures et marge de vieillissement. Une longueur d'onde à faible atténuation peut toujours échouer si la perte du connecteur ou du répartiteur grignote le budget.

5. Planifiez les tests

Testez à la longueur d’onde de fonctionnement dans la mesure du possible. Le multimode est testé à 850 nm, et parfois à 1 300 nm pour révéler le stress ; le mode unique est testé à 1 310 nm et 1 550 nm, avec 1 625 nm parfois ajouté pour la maintenance et la détection de courbure. Tester à la mauvaise longueur d’onde peut masquer de véritables défauts ou produire des résultats trompeurs.

Quand ne pas utiliser chaque longueur d’onde

• N'utilisez pas 850 nmlorsque la liaison nécessite une portée monomode, il s'agit d'une longueur d'onde multimode à courte portée et ne fermera pas une longue portée.
• N'utilisez pas 1310 nmlorsque vous avez besoin de 40 km ou plus de capacité DWDM non amplifiée ou dense ; 1550 nm est conçu pour cela.
• Ne pas utiliser par défaut 1 550 nmpour un court lien dans le bâtiment ; les optiques et les amplificateurs coûtent plus cher, et une puissance élevée sur une courte durée peut ajouter des pénalités non linéaires sans aucun avantage.
• Ne mélangez pas un module multimode avec une fibre monomode(ou l'inverse) - la taille du noyau, les conditions de lancement et la portée diffèrent, et le lien peut carrément échouer.

Erreurs courantes concernant les longueurs d'onde des fibres optiques

Plus longtemps n'est pas toujours mieux

Les longueurs d'onde plus longues diffusent moins, mais l'absorption, la dispersion, le coût des composants, les effets non linéaires et les normes du système comptent tous. . 1550 Le nm gagne dans l'ensemble pour les liaisons longues, non pas parce que plus longues est automatiquement meilleure.

Traiter le multimode et le monomode comme interchangeables

Un module multimode 850 nm n'est pas une solution de remplacement pour un module monomode 1 310 nm. La taille du cœur, les conditions de lancement et les limites de distance diffèrent, de sorte qu'un mauvais appariement entraîne des pertes élevées ou une liaison morte.

Ignorer la candidature

Un centre de données, un réseau d'accès FTTH, un anneau de métro et une route longue distance DWDM utilisent tous la fibre, mais chacun donne la priorité à quelque chose de différent - coût, portée, densité, capacité ou amplification - chacun utilisant donc une stratégie de longueur d'onde différente.

Test à une seule longueur d’onde

Un lien peut se comporter différemment selon les longueurs d’onde. Les tests sur une seule longueur d'onde peuvent manquer de perte de courbure ou de problèmes spécifiques à la longueur d'onde. Testez donc selon la norme du projet et les exigences de l'équipement.

Points clés à retenir

850 nm, 1 310 nm et 1 550 nm sont devenus la norme car chacun se situe dans une fenêtre à faible perte avec des composants matures et des normes établies. Utilisez 850 nm pour les liaisons multimodes courtes, 1 310 nm pour l'accès monomode et les réseaux métropolitains jusqu'à environ 10 km, et 1 550 nm pour les réseaux longue distance, amplifiés et DWDM. Surtout, ne choisissez jamais une longueur d'onde seule : faites-la correspondre au type de fibre, à l'émetteur-récepteur, à la distance, au budget de liaison et au plan de test. C’est ainsi que vous construisez une liaison par fibre optique fiable.