Fibre monomode ou fibre multimode, quelle est la différence?

Dans cette comparaison approfondie entre la fibre monomode et la fibre multimode, je vais mettre ces deux câbles à fibre optique face à face – et vous aider à apprendre la différence et à trouver celui qui convient le mieux à votre système de câblage à fibre optique.

Dans cet article, j’examinerai comment la fibre multimode et la fibre monomode se comparent en termes de:

Mais tout d’abord, qu’est-ce que la fibre monomode et la fibre multimode?

Qu’est-ce que la fibre monomode ?

La fibre monomode, abrégée en SMF, est un câble en fibre qui ne permet qu’un seul mode de transmission de la lumière. En général, cette fibre comprend un petit cœur porteur de lumière d’environ 9µm de diamètre. Elles présentent une faible dispersion modale pour la transmission de signaux sur de grandes distances.

Contrairement à la fibre multimode, la fibre monomode permet à la concentration de lumière d’aller plus vite et plus loin. Cela est crucial pour les réseaux à haut débit sur une longue distance.

*Figure 1: Signal fibre multimode vs. monomode*

Qu’est-ce que la fibre multimode ?

Contrairement à la fibre monomode, la fibre multimode (MMF) permet la transmission et le passage de plusieurs modes de lumière. Généralement, cette fibre comprend un grand cœur porteur de lumière d’environ 50µm ou 62,5µm de diamètre. Cela facilite la fabrication et permet de réduire les coûts à longueur égale.

Cependant, en raison de la dispersion modale, cela limite la longueur la plus importante des connexions de transmission. Ces fibres sont donc principalement destinées à la transmission de signaux sur de courtes distances.

En général, la fibre multimode peut être divisée en cinq types:

OM1: il a un diamètre de 62,5µm et une gaine orange. Avec une bande passante de lancement surchargée (OFL) de 200/500 MHz*km à 850/1 300 nm, il convient aux applications Ethernet 100 mégabits et 1G.
OM2: il a un diamètre de 50µm et une gaine orange. Avec une bande passante de lancement surchargée (OFL) de 200/500 MHz*km à 850/1 300 nm, il convient aux applications Ethernet 100 mégabits, 1G et 10G.
OM3: La fibre MMF optimisée par laser prend en charge une bande passante modale effective de 2 000 MHz*km. Avec un diamètre de 50µm et une veste aqua.
OM4: Une autre fibre optimisée pour le laser prend en charge une bande passante EMB de 4 700 MHz*km. Convient aux transmissions 10 Gb/s, 40 Gb/s et 100 Gb/s.
OM5: également connu sous le nom de WBMMF (wideband multimode fiber), utilise deux fibres pour transférer des données à des vitesses allant de 40 Gb/s, 100 Go/s à 400 Gb/s.

Quelle est la différence entre la fibre monomode et la fibre multimode ?

Maintenant que nous avons appris leurs définitions, il est temps de comparer leurs différences.

Sur la base de ces différents facteurs, nous avons comparé les points de référence ci-dessous.

1. Diamètre du noyau

Les fibres monomodes et multimodes ont des dimensions physiques de cœur différentes.

La figure ci-dessous montre les différents diamètres de noyau comparés.

*Figure 2: Comparaison du diamètre des cœurs de fibre multimode et monomode*

La taille du cœur des fibres monomodes est petite, le diamètre typique le plus courant étant de 9µm, bien que d’autres tailles soient disponibles. L’atténuation est plus faible, ce qui permet d’obtenir des largeurs de bande plus importantes et des distances de transmission plus longues.

La taille du cœur multimode est beaucoup plus grande, typiquement 62,5µm ou 50µm. Selon le type de fibre, OM1 a un diamètre de 62,5µm, tandis que OM2/OM3/OM4/OM5 ont tous un diamètre de 50µm. ;

Bien qu’il y ait une nette différence de taille, il n’est pas facile de voir ces différences à l’œil nu. En effet, elles sont toutes plus petites que la largeur d’un cheveu humain. En général, vous pouvez vérifier le code imprimé sur le câble de fibre optique pour voir. ;

Toutefois, si elles sont dotées d’une gaine protectrice, les fibres monomodes et multimodes ont un diamètre de 125 µm.

2. Longueur d’onde

La fibre multimode est généralement adaptée aux courtes longueurs d’onde de 850 nm et 1300 nm. Comme elle possède un grand cœur de fibre, l’industrie peut proposer l’émetteur-récepteur avec des composants moins coûteux comme les LED (diodes électroluminescentes) et les VCSEL (lasers à cavité verticale émettant par la surface).

Comparer	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Longueur d’onde	850nm, 1300nm	850nm, 1300nm	850nm, 1300nm	850nm, 1300nm	850nm, 953nm, 1300nm	1310nm, 1490nm, 1550nm, CWDM&DWDM

Tableau 1: comparaison des longueurs d’onde multimode et monomode

Le mode unique prend généralement en charge les grandes longueurs d’onde telles que 1310nm, 1490nm, 1550nm et WDM. Le diamètre minuscule du cœur de la fibre permet un couplage très précis et une distance beaucoup plus longue. La longueur d’onde est généralement créée par des sources lumineuses FP, DFB et EML.

3. Largeur de bande

Ces deux types de fibres offrent des largeurs de bande différentes. Faisons une comparaison simple.

Comme le câble à fibre optique monomode prend en charge un seul mode de source lumineuse, il présente une atténuation et une dispersion moindres. Par conséquent, il peut fournir une largeur de bande presque illimitée. Cela en fait le choix privilégié pour les interconnexions à haut débit sur de longues distances dans le domaine des télécommunications.

Comparer	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Longueur minimale de la bande modale surchargée	200MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	1500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	3500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm	3500MHz-km @850nm 1850MHz-km @953nm 500MHz-km @1300nm	NA
Longueur minimale de la bande passante modale effective	Not required	Not required	2000 MHz-km@850nm	4700MHz-km @850nm	4700MHz-km @850nm	NA

Tableau 2 : Largeur de bande modale monomode vs. multimode longueur

Cependant, le câble à fibre optique multimode peut transmettre plusieurs modes optiques. En outre, l’atténuation est élevée et la dispersion est importante. C’est pourquoi sa largeur de bande est limitée ;

À cet égard, la fibre monomode est gagnante.

4. Atténuation

La fibre monomode présente généralement une atténuation plus faible que la fibre multimode. En revanche, la fibre multimode est plus vulnérable à l’atténuation ;

Le tableau ci-dessous présente une comparaison de l’atténuation.

Comparer	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Atténuation maximale	3.5dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm	3.5dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm	3.0dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm	3.0dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm	3.0dB/km @850nm 2.3dB/km @953nm 1.5dB/km @1300nm	0.5dB/km @1310nm 0.5dB/km @1550nm

Table 3: Comparaison de l’atténuation monomode et multimode

5. Code couleur

Les différentes couleurs permettent de distinguer facilement les types de câbles. La norme TIA-598C définit le code couleur suggéré pour l’industrie ;

Figure 3 : Code couleur des câbles en fibre optique

Les multimodes OM1 et OM2 ont généralement la gaine orange.
OM3 et OM4 ont généralement des vestes de couleur Auqa.
OM5 était de couleur verte.
Mode unique OS1 et OS2 généralement avec des vestes jaunes.

6. Distance

En raison d’une atténuation et d’une dispersion de mode moindres, le monomode offre une distance de transmission beaucoup plus longue que le multimode ;

Par conséquent, le câblage en fibre multimode n’est utilisé que pour les liaisons courtes (ex. 550m pour 1Gbps) tout en offrant un faible coût. En revanche, le câblage monomode est principalement utilisé pour les transmissions à très longue distance. ;

Comparer	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5	OS2
Distance	200m (100Mbps) 275m (1Gbps)	200m (100Mbps) 275m, (1Gbps) 82m (10Gbps)	200m (100Mbps) 550m, (1Gbps) 300m, (10Gbps) 100m, (40Gbps) 100m,(100Gbps) 100m (400Gbps)	200m (100Mbps) 550m (1Gbps) 400m (10Gbps) 150m (40Gbps) 150m (100Gbps) 100m (400Gbps)	200m (100Mbps) 550m (1Gbps) 400m (10Gbps) 300m (40Gbps) 300m (100Gbps) 100m (400Gbps) 100m (800Gbps)	180km (100Mbps) 180m (1Gbps) 100km (10Gbps) 80km (40Gbps) 80km (100Gbps) 80km (400Gbps) 80km (800Gbps)

Tableau 4: Distance de liaison entre les fibres multimodes et monomodes

7. Coût

Nous considérons le coût total sur la base de trois segments.

7A. Coût du câblage en fibre optique

En raison des nombreux avantages de la fibre monomode, de nombreuses personnes pourraient penser que le câble monomode est plus cher que le câble multimode.

Pourtant, c’est le contraire qui est vrai. N’est-ce pas étrange ?

La raison en est que la fibre monomode est plus efficace à fabriquer, ce qui permet d’économiser en moyenne 20 à 30 % par rapport à la fibre multimode. Si l’on considère les fibres OM3/OM4/OM5, plus chères, la fibre monomode permet d’économiser environ 50 %, voire plus.

Cependant, nous devons tenir compte d’un autre coût important, celui de l’émetteur-récepteur optique.

7B. Coût de l’émetteur-récepteur

En tant que segment essentiel du câblage en fibre optique, l’émetteur-récepteur optique représente un pourcentage important du partage des coûts. Parfois, il peut représenter 70 % du coût total.

Les émetteurs-récepteurs monomodes coûtent généralement de 1,2 à 6 fois plus cher que les multimodes. Le mode unique utilise généralement une diode laser haute puissance (LD), qui est beaucoup plus chère. Les dispositifs multimodes, quant à eux, utilisent généralement une LED ou un laser VCSEL, moins coûteux ;

En prenant l’émetteur-récepteur Optcore comme exemple, nous comparons le coût dans le tableau ci-dessous.

Émetteur-récepteur	Description	Prix
SFP LX monomode	Émetteur-récepteur générique 1000BASE-LX/LH SFP 1310 nm 20 km	5,90 $ US
SFP multimode SX	Émetteur-récepteur générique 1000BASE-SX SFP 850 nm 550 m	5,90 $ US
SFP+ LR monomode	Émetteur-récepteur générique 10GBASE-LR SFP+ 1310 nm 10 km	15,00 $ US
SFP+ SR multimode	Émetteur-récepteur générique 10GBASE-SR SFP+ 850 nm 300	11,00 $ US
Mode unique SFP28 LR	Émetteur-récepteur générique 25GBASE-LR SFP+ 1310 nm 10 km	37,00 $ US
SFP28 SR multimode	Émetteur-récepteur générique 25GBASE-SR SFP+ 850 nm 100	24,00 $ US
QSFP28 LR4 monomode	Émetteur-récepteur générique 100GBASE-LR4 QSFP28 1310 nm 10 km	49,90 $ US
QSFP28 SR4 monomode	Émetteur-récepteur générique 100GBASE-SR4 QSFP28 850 nm 100 m	329,00 $ US

Tableau 5: comparaison des coûts des émetteurs-récepteurs monomodes et multimodes

7C. Coût de la mise à niveau du système

La croissance spectaculaire de la pensée pousse le système de câblage à se moderniser et à s’étendre. D’une manière générale, le câblage en fibre monomode offre plus d’évolutivité, de flexibilité et d’élasticité.

En raison de sa largeur de bande limitée et de sa courte distance, la fibre multimode ne permet pas de répondre aux besoins futurs en matière de transmission de signaux sur de longues distances et dans des volumes importants.

De plus, pour la fibre monomode, vous pouvez facilement mettre à niveau le système en changeant uniquement le commutateur et les émetteurs-récepteurs, mais vous n’avez pas besoin de poser de nouvelles fibres.

Pour les fibres multimodes, il faut remplacer les OM2 par des OM3 puis des 0M4 pour une transmission à plus grande vitesse. Cependant, le changement des fibres qui se trouvent sous le plancher coûtera beaucoup plus cher.

En résumé, la fibre MMF offre un coût total inférieur pour les courtes distances. La fibre monomode est le meilleur choix pour les moyennes et longues distances.

Sidenote: N’oubliez pas de prendre en compte le coût total du système lorsque vous les comparez. Considérez le coût des trois parties au lieu d’une seule. Sinon, votre système risque de coûter plus cher, même si vous économisez sur le câblage à fibre unique.

8. Application

Compte tenu de la comparaison ci-dessus, le mode unique est principalement utilisé pour les réseaux fédérateurs longue distance et les systèmes métropolitains dans les télécommunications, les télécommunications de données et les réseaux CATV ;

La fibre multimode est principalement utilisée pour des applications sur des distances relativement courtes.

Par exemple, les centres de données, l’informatique en nuage, les systèmes de sécurité et les réseaux locaux(Local Area Network).

FAQ sur la fibre monomode et la fibre multimode

Jusqu’où la fibre monomode peut-elle aller ?

Pour la plupart des applications, la distance maximale d’un câble monomode est d’environ 160 kilomètres. Mais les fibres à compensation de dispersion permettent d’atteindre une distance de plus de 200 kilomètres.

Quelle est la portée de la fibre multimode ?

Elle varie en fonction de la vitesse des données et du type de fibre. Prenons l’exemple de la fibre OM2. Elle supporte une distance maximale de 550 m à 1 Gbps et de 82 m à 10 Gbps. Cependant, la distance maximale est inférieure à 2 km pour toutes les fibres multimodes.

Quelle est la perte en dB acceptable pour une fibre monomode?

Selon EIA/TIA 568, la perte SMF est d’environ 0,5dB/km pour les sources de 1310nm et de 0,4dB/km pour les sources de 1550nm. ;

Quelle est la perte en dB acceptable pour une fibre multimode?

Selon EIA/TIA 568, la perte MMF est d’environ 3dB/km pour les sources de 850nm et de 1dB/km pour les sources de 1300nm. ;

Puis-je utiliser une fibre multimode avec une fibre monomode?

Non, ce n’est pas possible. Parce qu’elles ont des diamètres de cœur différents et transmettent un nombre différent de modes de lumière, si vous mélangez les deux fibres ou si vous les connectez directement, vous subirez une perte optique importante, ce qui entraînera une défaillance ou une panne de la liaison. ;

Comment identifier les fibres monomodes et multimodes?

La plupart des fibres sont identifiées par des gaines de couleur différente. Le jaune correspond au monomode, tandis que l’orange ou l’aqua correspondent au multimode.

Puis-je utiliser la fibre monomode sur une courte distance?

Oui, c’est possible. Mais vous devez ajouter une atténuation optique appropriée pour éviter toute surcharge ou tout dommage au récepteur ;

La fibre multimode peut-elle supporter 10 gigaoctets?

Oui, toutes les fibres multimodes supportent le 10Gb, mais la distance de liaison varie en fonction de la vitesse des données. OM1 ne supporte qu’un maximum de 33m, et OM2 supporte 82m. Il n’est donc pas recommandé d’utiliser OM1 et OM2 pour les réseaux 10G. Il est préférable d’utiliser des câbles OM3 ou OM4 de qualité supérieure pour les réseaux 10Gb.

Un émetteur-récepteur multimode peut-il être utilisé avec une fibre monomode?

En général, non. Une perte optique significative se produira si un émetteur-récepteur multimode se connecte à une fibre monomode. Toutefois, l’inverse est possible. Par exemple, en utilisant un câble à fibre à conditionnement de mode, un émetteur-récepteur monomode 1000BASE-LX peut fonctionner sur une fibre multimode avec une distance réduite.

Derniers mots

Après avoir lu cet article, nous connaissons la principale différence entre la fibre monomode et la fibre multimode. Pour simplifier, il s’agit de la taille du cœur, du mode de lumière, de la distance, de la bande passante et de l’application. Le câble multimode est largement utilisé dans les réseaux locaux, les entreprises, l’informatique en nuage et les centres de données. Le câble monomode convient aux applications de moyenne et longue portée, telles que les réseaux de télécommunications, de télécommunications de données et de télévision par câble.

N’oubliez pas de calculer le coût total du système et de tenir compte des besoins futurs en matière de bande passante, quelle que soit la fibre choisie. Cela vous permettra d’économiser davantage à l’avenir.

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Réseaux optiques