Aujourd'hui, les fabricants de modules optiques proposent un large choix de transceivers conçus pour atteindre de plus grandes distances pour une transmission 10G sur un seul brin de fibre optique. Cela nous donne ainsi la possibilité de construire un réseau optique étendu de manière simple et relativement économique.
Le fabricant LightOptics propose également des solutions SFP+ 10G sur un seul brin (BiDi) fiables et économiques :
- Modules optiques SFP+ BIDI 20 km 10G :
(LO-SP-10G-2S3-20), (LO-SP-10G-3S2-20)
- Modules optiques SFP+ BIDI 40 km 10G :
(LO-SP-10G-2S3-40), (LO-SP-10G-3S2-40)
- Modules optiques SFP+ BIDI 60 km 10G :
(LO-SP-10G-2S3-60), (LO-SP-10G-3S2-60)
Cependant, avec l’augmentation de la demande de bande passante, un débit de 10 Gbps devient insuffisant. À l’ère de la popularité croissante de solutions telles que VoD, Cloud, visioconférence ou video gaming, les besoins des utilisateurs finaux augmentent chaque année. Le nombre d’utilisateurs du réseau ainsi que leurs exigences en termes de qualité de liaison augmentent également. Comment s’en sortir ? Quelle est la prochaine étape pour notre réseau ?
Faut-il ajouter d’autres transmissions 10 Gbps ? Ou bien migrer vers des débits de 40 Gbps ou 100 Gbps, mais comment ? Sera-t-il nécessaire de louer des fibres supplémentaires et de modifier l’infrastructure du réseau ?
Cherchons donc une solution fonctionnant sur un seul brin de fibre optique, qui nous permettra d’exploiter les ressources existantes et d’éviter l’augmentation de nos coûts d’exploitation (location de fibres supplémentaires).
Une solution intéressante et économique à notre problématique peut être l’utilisation d’un cyrculateur optique.
Les cyrculateurs optiques fonctionnent dans la bande O (2e fenêtre) ou C (3e fenêtre). Le principe de fonctionnement repose sur la polarisation orthogonale de la lumière se propageant dans des directions opposées, ce qui permet une transmission bidirectionnelle sur la même longueur d’onde. La figure ci-dessous présente un schéma de transmission bidirectionnelle utilisant des cyrculateurs.
Dans un cyrculateur optique, grâce à une isolation directionnelle élevée et à une faible perte d’insertion entre les ports, nous pouvons émettre et recevoir un signal sur la même longueur d’onde, par exemple 1310 nm, en utilisant un seul brin de fibre optique sur le tronçon optique.
Avantages de l’utilisation de cyrculateurs
Un exemple de ce type d’équipement est le cyrculateur optique LightOptics modèle : LO-CIR-010-SCA-1310-NL – un dispositif de petite taille en boîtier LGX, offrant une excellente résistance mécanique, avec connecteurs SC/APC intégrés pour une installation aisée. Il fonctionne de manière fiable dans un environnement ne nécessitant aucune alimentation. Large bande, opérant dans la plage de longueur d’onde 1310 nm ± 30 nm.
Et si l’on remplaçait simplement les modules 10G simple brin par des modules 40G simple brin ? Malheureusement, ce n’est pas si simple, car les modules 40G ne peuvent fonctionner que sur 2 fibres optiques, et leurs lasers sont conçus différemment de ceux de leurs prédécesseurs, à savoir les modules SFP+, XFP ou SFP.
Dans les modules monomodes QSFP 40G LR4 et ER4, il ne s’agit plus seulement d’un laser ou d’un ensemble de lasers transmettant un faisceau lumineux. Pour atteindre de tels débits sur de longues distances, il a été nécessaire de changer la technique de transmission de la lumière. Ces modules intègrent des multiplexeurs et démultiplexeurs CWDM miniatures fonctionnant sur 4 longueurs d’onde CWDM de la deuxième fenêtre de transmission : 1270 nm, 1290 nm, 1310 nm, 1330 nm. Ils transmettent le signal sur 2 fibres optiques respectivement sur une distance allant jusqu’à env. 10 km pour LR4 et env. 30 km pour ER4 ; le type de connecteur est LC.
Le schéma de construction interne des modules monomodes est présenté sur la figure ci-dessous.
Exemples de ces modules :
LO-QSP-40G-LR4-10 – module optique QSFP+ 40G LR4 1310 nm SM LC DDM 10 km
LO-QSP-40G-ER – module optique QSFP+ 40G ER4 1310 nm SM LC DDM 30 km
Il n’existe malheureusement pas de modules 40 Gbps transmettant le signal sur un seul brin de fibre !
Comment s’en sortir lorsque les nœuds principaux de notre réseau sont interconnectés par un seul brin de fibre optique, que le débit de 10 Gbps n’est plus suffisant, et qu’il n’existe pas de modules 40 Gbps fonctionnant sur un seul brin ?
Supposons que notre réseau comporte 5 nœuds principaux connectés en anneau. Les différents nœuds sont reliés par des modules SFP+ 10G fonctionnant sur un seul brin, comme illustré sur la figure ci-dessous.
Pour « migrer » vers un débit de 40G, en ne disposant que de modules optiques fonctionnant sur 2 fibres optiques jusqu’à 10 km (QSFP+ LR4) et jusqu’à 30 km (QSFP+ ER4), nous pouvons utiliser un cyrculateur optique fonctionnant dans la 2e fenêtre de transmission (comme les modules 40 Gbps), qui nous permet d’exploiter un seul brin de fibre optique au lieu de deux.
Lors de la conception d’une telle solution, il convient de prendre en compte les points suivants :
- budget de puissance des modules :
modèle LR4 : LO-QSP-40G-LR4-10 = 4,5 dB
modèle ER4 : LO-QSP-40G-ER = 16,3 dB
- pertes d’insertion des cyrculateurs :
modèle : LO-CIR-010-SCA-1310-NL ≤ 1,2 dB
- pertes d’insertion de la ligne :
pour la longueur d’onde 1310 nm, environ 0,35 dB/km
Nous avons choisi la solution et connaissons les paramètres de fonctionnement des équipements retenus, passons donc aux calculs.
Calculs pour les modules LR4 :
4,5 dB – 2 × 1,2 dB = 2,1 dB
2,1 dB / 0,35 dB = 6 km
Conclusion :
L’utilisation de modules LR4 (LO-QSP-40G-LR4-10) et de cyrculateurs (LO-CIR-010-SCA-1310-NL) permet de construire des liaisons jusqu’à env. 6 km. Nous pouvons donc appliquer sereinement la solution retenue à notre lien le plus court de 5 km dans l’anneau.
Calculs pour les modules ER4
16,3 dB – 2 × 1,2 dB = 14,9 dB
14,9 dB / 0,35 dB = 42 km
Conclusion :
L’utilisation de modules ER4 (LO-QSP-40G-ER4) et de cyrculateurs (LO-CIR-010-SCA-1310-NL) permet de construire des liaisons jusqu’à env. 42 km. Nous pouvons donc appliquer la solution retenue également aux autres liens de notre anneau, à savoir : 17 km, 23 km et 35 km.
Que faire si la distance est supérieure à 40 km ?
Comment gérer notre lien le plus long de 57 km dans l’anneau ?
Que faire si j’ai besoin de plus que 1 x 40G ?
Nous répondrons à ces questions et à d’autres prochainement dans de nouveaux articles.
Vous ne voulez pas manquer les prochains articles ? Inscrivez-vous à la newsletter ou suivez-nous sur :
