Editions ENI Livres | Vidéos | e-Formations
Connectique optique
Introduction
La connectique optique est un domaine apparemment anodin, car maîtrisé depuis de nombreuses décennies. Un demi-siècle déjà depuis la première utilisation de la première fiche optique, la FSM-A (Fiber Sub-Miniature A), posée sur la première fibre optique en 1970.
Et pourtant… c’est un domaine dans lequel les choses ne bougent pas pendant des années. On croit tout connaître. Et, d’un coup, en cinq ans, de 2014 à 2019, quatre nouveaux modèles de connectique optique pour les centres de données ont vu le jour : les MXC, CS, MDC et DN.
Et pourtant… c’est un domaine délicat, car le moindre grain de poussière "casse" la bonne organisation des chaînes de transmission des signaux lumineux. C’est ainsi que le vrai problème n’est pas tant de choisir la connectique optique idoine pour chaque type d’application de protocole, de débit ou d’architecture, que de veiller au bon aboutement des fibres optiques entre elles et de surveiller les faces optiques afin de les garder aussi propres que possible (cf. chapitre Propreté des faces optiques).
Aboutement des fibres optiques
1. Principaux problèmes
Pour abouter deux fibres optiques l’une à l’autre afin que la transmission du signal lumineux puisse se poursuivre, plusieurs difficultés se rencontrent : la dimension des fibres, les centrages, les alignements et l’état des surfaces.
Taille et centrages
On entend souvent : "La fibre, c’est fin comme un cheveu.’’ Or, une fibre optique d’un diamètre de 125 µm est plus épaisse qu’un cheveu qui mesure entre 50 µm et 100 µm. Mais le problème réside dans le cœur de la fibre qui, lui, ne mesure que 9 µm pour les fibres unimodales.
De plus, trois types de centrages doivent être réalisés simultanément entre le centre du trou de la fiche optique, le centre de la fibre optique et le centre du cœur de la fibre.
Problèmes rencontrés
La mise face à face des fibres optiques peut rencontrer quatre types de problèmes : un écartement entre les faces des fibres plus important que prévu, un désalignement angulaire créant un angle entre les axes des fibres, un désalignement axial entre les axes des fibres ou des impuretés polluant les faces des fibres.
Problèmes rencontrés dans l’aboutement des fibres optiques
Chacun de ces problèmes se traduit...
Normalisation de la connectique optique
1. Organismes de normalisation
Parmi les organismes qui interviennent dans la normalisation pour la connectique optique, deux sont prééminents : l’européenne CEI et l’américaine TIA.
-
La CEI (cf. chapitre Normalisation pour centres de données, section Commission électrotechnique internationale - CEI) publie la famille de normes européennes IEC 61754-x.
-
La TIA (cf. chapitre Normalisation pour centres de données, section Organismes américains de normalisation) publie la famille de normes FOCIS (Fiber Optic Connector Intermateability Standards).
Mais un point important est à noter dans ce domaine de la connectique optique : les industriels innovent sans cesse, réussissent à imposer des normes de facto, entre autres à travers des accords de fabrication sous licence avec leurs confrère-concurrents. Puis ils s’empressent de les faire normaliser par les organismes officiels (CEI ou TIA). C’est le cas, notamment, pour les nouvelles connectiques MXC, CS, MDC et DN. Selon le modèle, elles sont "poussées" par Corning, Senko, US Conec ou autres et fabriquées, sous licence, par Commscope, Molex, Rosenberger, etc.
2. Série de normes européennes IEC 61754-x
Sous le nom d’IEC 61754-x, la CEI a publié une famille d’une cinquantaine de normes actives....
Fiches optiques classiques
1. Fiche optique et raccord
Le premier aboutement entre deux fibres optiques a nécessité trois éléments : une "fiche optique" à l’extrémité de chaque fibre et un raccord entre ces deux fiches. Ceci a été vrai pendant des décennies et c’est toujours vrai, aujourd’hui encore, pour la connectique "classique". Exemple pour l’aboutement de fibres optiques duplex.
Cependant, entre-temps, est arrivé un "vrai" connecteur optique composé d’une partie mâle et d’une partie femelle. D’autres ont suivi cette voie qui facilite l’aboutement entre 2 fibres optiques voire beaucoup plus, de 12 à 32 fibres, avec les connectiques MPO-12 à MPO-32.
Désormais, ces deux familles de connectiques optiques coexistent en fonction des applications.
En haut : connectique classique SC duplex, 1) fiche double pour deux fibres optiques, 2) raccord d’alignement, 3) fiche double pour deux fibres optiques
En bas : connecteur MT-RJ, A) fiche pour deux fibres optiques, B) prise pour deux fibres optiques
2. Fiches SC
Le connecteur optique SC (aussi surnommé Square Connector à cause de sa forme carrée ou encore Standard Connector) est un type de connectique pour fibre optique développé au Japon et lancé en 1986 par la société japonaise NTT, un très grand exploitant de réseaux. ...
Connectique optique à forte densité
1. Pourquoi la densification ?
La recherche de la densification de la connectique optique s’inscrit, certes, dans le mouvement général de recherche de densification eu égard à la croissance des centres de données. Cependant, une raison impérieuse s’est imposée : la montée en débit des applications Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand… qui a conduit au développement du concept de transmission en "optique parallèle".
C’est ainsi que la transmission de certains débits nécessite de 4 à 10 fibres optiques en parallèle pour chaque sens de transmission, soit 8 à 20 fibres en parallèle pour les deux sens de transmission.
Dans l’exemple ci-après, transmettre 100 Gbit/s en Ethernet, via dix fois 10 Gbit/s, nécessite 10 fibres optiques en parallèle dans un sens de transmission et 10 fibres optiques dans l’autre sens. En connectique classique, il faut 10 fiches LC duplex à chaque extrémité, mais avec une connectique densifiée type MPO-24, il suffit d’un seul connecteur à chaque extrémité.
Transmission du 100 Gbit/s via 10 fibres à 10 Gbit/s par sens de transmission
C’est pourquoi la recherche des industriels du domaine a été poussée vers ces connectiques apportant une forte densification et la possibilité de relier toutes ces connexions multiples par un simple câble ou cordon multifibre.
2. Connectique MPO-12 une et deux rangées
a. Présentation de MPO-12 une et deux rangées
La connectique MPO (Multifiber Push-On) est une connectique optique pour les rubans multifibres à 4, 8, 12, 24 ou 72 fibres optiques.
Elle a été normalisée...
Connectiques récentes
Pendant deux décennies, les connectiques LC et MPO se sont imposées dans les centres de données. Mais la volonté constante de recherche de gain de place se traduit par l’arrivée de nouvelles connectiques optiques créées avec un objectif clé : tenir de moins en moins de place dans les émetteurs-récepteurs optiques, les panneaux de brassage et les cartes-mères des commutateurs, routeurs, etc. tout en étant manipulables et avoir une granularité de deux fibres optiques.
C’est ainsi qu’ont été annoncées les connectiques MXC en mars 2014, CS en mars 2017, puis MDC en janvier 2019, et SN en février 2019. Les créations ont donné un nouveau sigle : VSFF (Very Small Form-Factor).
1. Connectique MXC
a. Présentation de MXC
En mars 2014, la connectique MXC, dont le nom est déposé par l’industriel américain US Conec, est annoncée lors de l’événement OFC 2014. Outre US Conec, Intel et Corning la mettent en avant. C’est une connectique optique multifibres à base d’embouts MT et à encombrement réduit. Elle présente un faisceau élargi, car elle est basée sur une technologie dans laquelle les fibres optiques sont terminées par des lentilles.
Cette connectique assure la connexion des fibres optiques unimodales et des fibres multimodales A1-OM3, A1-OM4 et A1-OM5 dans des câbles ronds de 12 à 64 fibres maximum par bague. Le support de fibres unimodales pourrait être annoncé.
La connexion de 32 fibres optiques en deux rangées de 16 fibres et de 64 fibres sur quatre rangées de 16 fibres se retrouve dans les applications du protocole Ethernet et, plus spécifiquement, pour la version 400GBASE-SR16, soit la transmission de 400 Gbit/s sur 16 fibres optiques en parallèle transmettant 25 Gbit/s chacune.
En quelque sorte, en connectant 64 fibres à 25 Gbit/s, on peut dire que la connectique MXC assure les liaisons permettant un débit de 1,6 Tbit/s !
Cette connectique...