Dans le monde de la communication par fibre optique, le choix de la longueur d'onde lumineuse s'apparente au réglage de la fréquence radio et à la sélection du canal. Seule la sélection du bon canal permet une transmission claire et stable du signal. Pourquoi certains modules optiques n'ont-ils qu'une distance de transmission de 500 mètres, tandis que d'autres peuvent couvrir des centaines de kilomètres ? Le mystère réside dans la « couleur » de ce faisceau lumineux, ou plus précisément dans sa longueur d'onde.
Dans les réseaux de communication optique modernes, les modules optiques de différentes longueurs d'onde jouent des rôles totalement différents. Les trois longueurs d'onde principales, 850 nm, 1 310 nm et 1 550 nm, constituent le cadre fondamental de la communication optique, avec une répartition claire des tâches en termes de distance de transmission, de caractéristiques de perte et de scénarios d'application.
1.Pourquoi avons-nous besoin de plusieurs longueurs d’onde ?
La diversité des longueurs d'onde dans les modules optiques s'explique par deux problèmes majeurs de la transmission par fibre optique : la perte et la dispersion. Lors de la transmission de signaux optiques dans des fibres optiques, une atténuation (perte) d'énergie se produit en raison de l'absorption, de la diffusion et des fuites du milieu. Parallèlement, la vitesse de propagation inégale des différentes composantes de longueur d'onde entraîne un élargissement (dispersion) de l'impulsion du signal. Ceci a donné naissance à des solutions multi-longueurs d'onde :
•Bande 850 nm :fonctionne principalement dans les fibres optiques multimodes, avec des distances de transmission allant généralement de quelques centaines de mètres (par exemple ~ 550 mètres), et constitue la principale force pour la transmission à courte distance (par exemple dans les centres de données).
•Bande 1310 nm :présente des caractéristiques de faible dispersion dans les fibres monomodes standard, avec des distances de transmission allant jusqu'à des dizaines de kilomètres (par exemple ~60 kilomètres), ce qui en fait l'épine dorsale de la transmission à moyenne distance.
•Bande 1550 nm :Avec le taux d'atténuation le plus faible (environ 0,19 dB/km), la distance de transmission théorique peut dépasser 150 kilomètres, ce qui en fait le roi de la transmission longue distance et même ultra longue distance.
L'essor de la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) a considérablement accru la capacité des fibres optiques. Par exemple, les modules optiques bidirectionnels monofibre (BIDI) permettent une communication bidirectionnelle sur une seule fibre en utilisant différentes longueurs d'onde (par exemple, une combinaison de 1 310 nm et 1 550 nm) aux extrémités d'émission et de réception, économisant ainsi considérablement les ressources en fibres. La technologie plus avancée de multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) permet d'atteindre des espacements de longueurs d'onde très étroits (par exemple, 100 GHz) dans des bandes spécifiques (comme la bande O 1 260-1 360 nm). Une seule fibre peut prendre en charge des dizaines, voire des centaines de canaux de longueur d'onde, portant la capacité de transmission totale à plusieurs Tbit/s et exploitant pleinement le potentiel de la fibre optique.
2.Comment sélectionner scientifiquement la longueur d'onde des modules optiques ?
Le choix de la longueur d’onde nécessite une prise en compte complète des facteurs clés suivants :
Distance de transmission :
Courte distance (≤ 2km) : de préférence 850nm (fibre multimode).
Moyenne distance (10-40 km) : convient pour 1310 nm (fibre monomode).
Longue distance (≥ 60 km) : 1550 nm (fibre monomode) doit être sélectionnée ou utilisée en combinaison avec un amplificateur optique.
Exigence de capacité :
Entreprise conventionnelle : les modules à longueur d'onde fixe suffisent.
Transmission haute capacité et haute densité : la technologie DWDM/CWDM est nécessaire. Par exemple, un système DWDM 100G fonctionnant en bande O peut prendre en charge des dizaines de canaux de longueur d'onde haute densité.
Considérations relatives aux coûts :
Module à longueur d'onde fixe : le prix unitaire initial est relativement bas, mais plusieurs modèles de longueur d'onde de pièces de rechange doivent être stockés.
Module de longueur d'onde réglable : l'investissement initial est relativement élevé, mais grâce au réglage logiciel, il peut couvrir plusieurs longueurs d'onde, simplifier la gestion des pièces de rechange et, à long terme, réduire la complexité et les coûts d'exploitation et de maintenance.
Scénario d'application :
Interconnexion de centres de données (DCI) : les solutions DWDM haute densité et faible consommation sont courantes.
Fronthaul 5G : avec des exigences élevées en matière de coût, de latence et de fiabilité, les modules bidirectionnels à fibre unique (BIDI) de qualité industrielle sont un choix courant.
Réseau de parc d'entreprise : en fonction des besoins en distance et en bande passante, des modules CWDM à faible puissance, à moyenne et courte distance ou à longueur d'onde fixe peuvent être sélectionnés.
3.Conclusion : Évolution technologique et considérations futures
La technologie des modules optiques continue d'évoluer rapidement. De nouveaux dispositifs, tels que les commutateurs sélectifs de longueur d'onde (WSS) et les cristaux liquides sur silicium (LCoS), favorisent le développement d'architectures de réseaux optiques plus flexibles. Les innovations ciblant des bandes spécifiques, comme la bande O, optimisent constamment les performances, réduisant ainsi significativement la consommation énergétique des modules tout en maintenant une marge de rapport signal/bruit optique (OSNR) suffisante.
Dans la construction des réseaux du futur, les ingénieurs doivent non seulement calculer avec précision la distance de transmission lors du choix des longueurs d'onde, mais aussi évaluer de manière exhaustive la consommation d'énergie, l'adaptabilité thermique, la densité de déploiement et les coûts d'exploitation et de maintenance sur l'ensemble du cycle de vie. Les modules optiques haute fiabilité, capables de fonctionner de manière stable sur des dizaines de kilomètres dans des environnements extrêmes (par exemple, un froid intense de -40 °C), deviennent un support essentiel pour les environnements de déploiement complexes (comme les stations de base distantes).
Date de publication : 18 septembre 2025