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Les connecteurs multifibres, un composant-clé de l’infrastructure passive en fibre optique

Les systèmes de connecteurs à lentille sont-ils une alternative au connecteur MTP®/MPO ?

Le volume de données mondial croît rapidement. Poussées par la digitalisation croissante, les exigences imposées aux data centers sont en constante augmentation. D’énormes volumes de données doivent être transmis rapidement de manière sûre et fiable. C’est pourquoi les exigences augmentent également en ce qui concerne les composants des data centers tels que les connecteurs multifibres, car ils ont une influence déterminante dans la transmission des signaux. Des connecteurs fibre optique aux performances élevées assurent la transmission de gros volumes de données et une disponibilité constante. Ainsi, il est vital de bien choisir son connecteur fibre optique, de bien l’installer et d’en prendre soin.

Un réseau de données haute performance avec les connecteurs multifibres

Les technologies 400GBASE-SR8 et 400GBASE-SR4.2 sont les nouvelles versions Ethernet. Le 400GBASE-SR16 avait été introduit peu avant. Ce débit est pourtant controversé et les discussions à ce sujet laissent à penser que le 400GBASE-SR16 ne s’établira pas comme standard sur le marché car il serait déjà dépassé par le 400GBASE-SR8.

L’introduction de protocoles de transmission avec des débits toujours plus élevés rend l’utilisation de la technologie du Parallèle Optique de plus en plus prégnante. Cela est dû au fait que les „vitesses par canal » (« lane speed ») des transceivers multimode sont aujourd’hui de 50 Gigabit/s max. Ainsi, pour atteindre des vitesses de transmission plus hautes de 100, 200 ou 400 Gigabit/s, une transmission en Parallèle Optique est nécessaire. Ces transceivers multimode en Parallèle Optique nécessitent des MDI (Media Dependent Interface) avec des connecteurs multifibres.

Des liaisons plus propres pour une transmission de données fiable

Les performances d’une infrastructure de câblage en fibre optique dépendent de la propreté de la surface des férules. Seules les liaisons propres peuvent atteindre les valeurs indiquées dans les normes et garanties par les constructeurs de matériel de câblage. De plus, la croissance des volumes de données rend la qualité de transmission de plus en plus sensible quant aux contaminations des connexions. Qu’il y ait de petites particules de saleté ou d’autres contaminations comme du gras ou de la poussière sur l’extrémité de la férule et les caractéristiques de transmission d’une liaison en fibre optique en seront très fortement impactées. Selon la construction du connecteur fibre optique, un équipement spécial et le savoir-faire correspondant peuvent être nécessaires pour le nettoyage. Cependant, tous les connecteurs fibre optique ne sont pas sensibles de la même manière à la poussière. Des connecteurs qui, d’un côté, élargissent le faisceau de lumière et de l’autre, évitent le contact physique des férules sont insensibles aux contaminations. Le nettoyage ne joue plus qu’un rôle secondaire.

Les connecteurs MTP®/MPO – le Parallèle Optique et le facteur risque de la contamination

Le connecteur MTP®/MPO est un connecteur multifibre à faibles pertes qui peut comporter jusqu’à 72 fibres. Jusqu’à présent, seuls existaient les connecteurs „par 12“ qui comportaient jusqu’à 6 rangées de 12 fibres les unes sur les autres. Désormais, il existe aussi les connecteurs « par 16 » qui peuvent comporter jusqu’à 2 rangées de 16 fibres l’une sur l’autre. La connectique est normalisée et donc indépendante du fournisseur, ce qui est un avantage pour les extensions et les configurations système futures.

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Depuis le début, le connecteur MTP®/MPO est le connecteur standard pour la transmission de données en Parallèle Optique (PO). Ce connecteur doit être le premier choix quand on choisit de faire du Parallèle Optique et également, pour être flexible à l’avenir lors de la migration de plus gros volumes de données. En effet, la technologie du Parallèle Optique évolutive qui permet aux data centers de transmettre les plus gros volumes de données passe par une infrastructure de câblage en MTP®/MPO multimode. Pour le 400GBASE-SR8, il s’agit du MTP®/MPO 16 (voir graphique).

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Le plus gros inconvénient des connecteurs MTP®/MPO est leur extrême sensibilité aux contaminations (poussières, saletés, rayures…). Cela a pour conséquence que les mesures de réception d’un chantier sans des outils appropriés pour le MTP®/MPO et sans le savoir-faire correspondant sont difficilement réalisables sans problèmes.

Supprimer le facteur de risque « Contamination » - Outils

Microscope vidéo adapté pour le MTP®/MPO

(Source: 3-EDGE GmbH)

Appareils de mesure appropriés pour le MTP®/MPO

(Source: AMS Technologies AG)

MPO/MTP® Gel Pad Cleaner

MTP®/MPO Cleaner

Supprimer le facteur de risque « Contamination » - nouvelles approches

Afin de supprimer le facteur de risque « contamination » et de rendre cette connectique plus résistante quant aux contaminations, plusieurs approches existent. Rosenberger OSI a développé dans ce contexte des solutions avec des caractéristiques qualité spécifiques : PreCONNECT® PURE et PreCONNECT® LOTUS.

PreCONNECT® PURE protège les extrémités des férules des connecteurs optiques grâce à ses interfaces coupleur/connecteur scellées sur les legs des trunks qui garantissent une livraison absolument propre et donc une installation avec des produits propres. Le revêtement LOTUS agit comme l’effet du même nom dans la nature : les surfaces des férules repoussent les particules de saleté, d’humidité et de gras et offrent ainsi la plus grande propreté possible.

Des systèmes de connecteurs à lentille multifibres : une vraie alternative ?

Les systèmes de connectique à lentille multifibres sont une alternative pour résoudre le problème fondamental de la contamination des connecteurs fibre optique.

Les systèmes de connecteurs à lentille multifibres – comme, par exemple, le MXC® de US Conec ou le connecteur Latch Expanded Beam Optical (EBO) de 3M™ sont tout simplement insensibles à la contamination.

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La technologie à lentille a le grand avantage qu’un grain de poussière aura un impact significativement moins grand sur l’atténuation (IL) qu’un connecteur MTP®/MPO. Cela s’explique de manière évidente : avec un faisceau de lumière élargi passant par la lentille (Expanded Beam), la surface couverte par le grain de poussière sur la surface de la férule est beaucoup plus petite. Les connecteurs à lentille ont le plus grand taux de répétabilité des performances (atténuation (IL) et réflectance (RL)) lors des tests des cycles de connexions. En d’autres termes, ils ont un haut niveau de reproductibilité des performances sur plusieurs centaines de cycles de connexions.

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Le gros inconvénient de cette connectique est l’atténuation du signal relativement élevée, causée par les pertes de réflexion sur les nombreuses interfaces air-verre. Alors que les valeurs d’atténuation des connecteurs à lentille vont de 0,5 dB pour les infrastructures de câblage en multimode jusqu’à 1,5 dB pour celles en monomode, elles sont comprises entre 0,1 et 0,5 dB avec les connecteurs à contact lorsqu’ils sont correctement installés.

Deux connecteurs multifibres à lentille éprouvés sont le MXC® de US Conec et le connecteur Latch Expanded Beam Optical (EBO) de 3M™. Les caractéristiques et les domaines d’application de ces deux connecteurs sont présentés ci-dessous.

MXC® de US Conec

Le connecteur à lentilles MXC®, une marque de US Conec Ltd, permet d’avoir jusqu’à 64 fibres multimode en 4 rangées de chacune 16 fibres (prêt pour la fabrication en série depuis 2017)

The most important advantages of MXC® compared to conventional glass fiber plug connectors:

  • Plus petite taille pour une plus grande densité de ports comparé au connecteur MTP®
  • Interface robuste grâce à l’utilisation de la technologie Expanded Beam
  • Coûts réduits en raison du moindre nombre de pièces utilisées et de l’absence de polissage de la fibre au montage

PRIZM MT® Ferrule im MTP®

PRIZM MT® Ferrule

PRIZM MT Ferrule im MXC®

La férule à lentiles PRIZM MT® du MXC® - également connue comme la « férule MT à lentille » ou « férule MT à faisceau élargi » peut aussi être montée sur du MTP®. Les avantages sont des pertes d'insertion (IL) et des réflectances (RL) constamment faibles en raison de tolérances d'alignement plus élevées au niveau de la connexion des connecteurs.

Applications :

  • Point de transfert à fibre optique étanche pour les architectures monomode et multimode Tx / Rx intégrées
  • Connexions multifibres point-à-point
  • Calcul haute performance
  • Routage des structures
  • Interconnexions switches/serveurs
  • Interconnexions entre switches

3M™ Expanded Beam Optical (EBO) Latch Connector

La férule à lentille du connecteur Latch Expanded Beam Optical (EBO) de 3M™ existe aujourd’hui dans une version 12 fibres multimode et monomode ainsi qu’à l’avenir dans une version 16 fibres multimode et monomode. Selon la taille du corps du connecteur, une ou plusieurs férules peuvent être montées sur un connecteur. Cette nouvelle technologie brevetée 3M™ permet, en plus des applications multimode, l’application d’un faisceau élargi pour les applications monomode, ce qui n’était auparavant pas possible avec plusieurs fibres. (prêt pour la fabrication en série mi-2019)

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La construction à la fois simple et innovante du connecteur Expanded Beam permet une performance constante lors des connexions/reconnexions, sans avoir à nettoyer la surface de la férule. De plus, ce connecteur est quasiment insensible aux chocs et à la poussière. Comme les surfaces des férules ne se touchent pas physiquement, le risque de griffures ou d’endommagements des férules par la présence de particules est éliminé et en même temps, de très bonnes performances en atténuation (IL) et en réflectance (RL) garanties.

Contrairement à la méthode précédente Expanded Beam, le connecteur Latch Expanded Beam Optical (EBO) de 3M™ utilise une nouvelle lentille de collimation à réflexion spéculaire, pour élargir le faisceau de lumière et diminuer l’influence de la présence de particules sur les surfaces des férules quant aux performances IL et RL. Des écarts minimaux d’alignement des fibres dans les connexions (Lateral Offset) n’existent pratiquement pas.

Applications :

  • Trunks dans les data centers
  • Zone de brassage des data centers
  • Distribution Top of the Rack (ToR) et End of Row (RoW) dans les data centers
  • Usage multiliens
  • Applications de l‘industrie 4.0
  • Connexions cartes optiques
  • Connexions châssis

Exemple :

Résumé :

Depuis plus de 20 ans, le connecteur MTP®/MPO est un composant fondamental des infrastructures en fibre optique dans la plupart des data centers d’entreprise ou Hyperscale et continuera à être employé (à côté du LC Duplex) dans les infrastructures de câblage et jusqu’à la connexion des transceivers. Le connecteur MTP®/MPO reste la norme pour la transmission de données en Parallèle Optique (PO). En effet, aujourd’hui, la plupart des transceivers ont des connecteurs MTP®/MPO dans leurs MDI (Medium Dependent Interface).

Les systèmes de connecteurs à lentille multifibres tels que le connecteur MXC® n’ont pas pu s’imposer largement jusqu’à présent en tant qu’alternative au connecteur MTP®. Avec le connecteur Latch Expanded Beam Optical (EBO) de 3M™, un connecteur à lentille multifibres prometteur arrive sur le marché. Il reste à voir s’il sera utilisé à l’avenir dans les transceivers.

En principe, il faut considérer dans quelle mesure les valeurs d'atténuation plus élevées des systèmes de connecteurs à lentilles multifibres s'inscrivent dans le budget optique individuel. De plus, d'autres facteurs tels que la longueur de la liaison et le nombre de connexions doivent être pris en compte. Pour les applications monomode (avec peu de connexions), par exemple dans les data centers Hyperscale, le connecteur Latch Expanded Beam Optical (EBO) de 3M™ pourrait être une alternative au MTP® (MPO) car, ici, les budgets optiques plus élevés ne sont pas gênants. Le connecteur à lentille est aussi avantageux du fait de l’absence de polissage de la fibre lors de l’assemblage ainsi que du fait de sa très faible sensibilité à la contamination.

À propos de Rosenberger OSI :

Depuis 1991, Rosenberger Optical Solutions & Infrastructure (Rosenberger OSI) est un expert dans les systèmes de câblage innovants en fibre optique et cuivre. Ces solutions se retrouvent dans un grand nombre de secteurs où de grands volumes de données doivent être échangés rapidement et de manière sécurisée : Data Centers, Réseaux Locaux, Telecom et Industrie. Rosenberger OSI emploie un peu plus de 740 personnes et fait partie du groupe mondial Rosenberger depuis 1998. Rosenberger est une société allemande de 11000 personnes et est présente dans 32 pays. Ses solutions hautes fréquences, haute tension, liaisons fibre optique et cuivre sont reconnues pour leur fiabilité et leurs performances.