GBIC / types de fibres optiques

Les fibres optiques sont (le présent et) l'avenir des communications informatiques de masse : par rapport aux câbles en cuivre (les prises RJ45), elles permettent de transmettre de très gros volumes d'informations, et sur de très grandes distances.

Les fibres sont dites monomode ou multimode. En plus de leur type, on les distinguent par leurs connecteurs qui varient indépendamment de leur mode.

• fibres multimode (ou MMF, pour Multi Mode Fiber) : elles multiplexent plusieurs modes (longueurs d'onde) et sont utilisées pour de courtes distances (cela dépend de la fibre et de la norme d'émission, de l'ordre de 500m/1km - voir tableau ci-après) du fait d'une forte distorsion. Ce sont les fibres estampillées “62.5/125 µm” (OM1) ou “50/125 µm” (OM2, OM3 ou OM4, selon leur bandes passantes) - nombres qui indiquent, respectivement, le diamètre du cœur de la fibre et celui de la gaine.
• fibres monomode (ou SMF, pour Single Mode Fiber) : elles ne transportent qu'une seule longueur d'onde et subissent beaucoup moins d'atténuation ; comme elles sont aussi plus coûteuses (fibre et convertisseurs) elles ne sont utilisées pour les longues distances (entre 5 et 40 km maximum - voir tableau ci-après). Elles sont estampillées “9/125 µm” (classifiées OS1 ou OS2, selon leur atténuation maximum).

** ** ** IEEE Fibre Optic Standards ** ** **
Standard        Cable Type                      Data Rate (Mbps)   Distance
10Base-FL       Multi-mode 62.5/125 or 50/125   10Mbps               2km
                Single-mode 9/125               10Mbps               15km
 
100Base-FX      Multi-mode 62.5/125 or 50/125   100Mbps              2km
                Single-mode 9/125               100Mbps              15km
100Base-SX      Multi-mode 62.5/125 or 50/125   100Mbps              300m
 
1000Base-SX     Multi-mode 62.5/125             1Gbps                220m
                Multi-mode 50/125               1Gbps                550m
1000Base-LX     Multi-mode 62.5/125 or 50/125   1Gbps                550m
                Single-mode 9/125               1Gbps                10km (ou 5km pour certains)
1000Base-LH     Single-mode 9/125               1Gbps                70km
 
10GB-CX4        RJ45 Cuivre                     10Gbps               15m
10GB-LRM        Multi-mode 62.5/125             10Gbps               220m
                Multi-mode 50/125               10Gbps               100-220m
                Single-mode 9/125               10Gbps               300m
10GB-LX4        Multi-mode 62.5/125             10Gbps               300m
                Multi-mode 50/125               10Gbps               240-300m
10GB-SR         Multi-mode 62.5/125             10Gbps               26-33m
                Multi-mode 50/125               10Gbps               66-300m
10GB-LR         Single-mode 9/125               10Gbps               10km
10GB-ER         Single-mode 9/125               10Gbps               40km (atténuateur nécessaire si <20km)
10GB-ZR         Single-mode 9/125               10Gbps               80km
 
 ** ** ** Fibre Optic Wavelengths ** ** **
Wavelength      Mode         Usage
850nm           Multi-mode   10Base-FL, 100Base-SX, 1000Base-SX, 10GB-SR
1300nm          Multi-mode   100Base-FX, FDDI, ATM/OC-3
1310nm          Single-mode  10Base-FL, 100Base-FX, 1000Base-LX, 10GB-LRM, 10GB-LX4, 10GB-LR
1550nm          Single-mode  1000Base-ZX, High-performance long-haul networks, Wave Division Multiplexing (WDM) networks, 10GB-ER
 
 ** ** ** Les normes de Fibres ** ** **
NB: les couleurs sont conventionnelles mais pas standards, donc pas toujours respectées
Norme           Couleur    Mode
OS1             Jaune      Single-mode 9/125, distance 10km
OS2             Jaune      Single-mode 9/125, orienté utilisation extérieure car distance de 200km
OM1             Orange     Multi-mode 62.5/125 bande passante faible, éclairage LED (10G < 33m)
OM2             Orange     Multi-mode 50/125 bande passante faible, éclairage LED (10G < 82m)
OM3             Turquoise  Multi-mode 50/125 bande passante moyenne, éclairage laser (10G < 300m, 40-100G < 100m)
OM4             Turquoise  Multi-mode 50/125 bande passante élevée, éclairage laser (10G < 550m, 40-100G < 150m)
OM5             Vert clair Multi-mode 50/125 bande passante élevée, éclairage laser, consu pour le WDM 4x 28Gbps

NB : Il existe des jarretières de conditionnement de mode qui permettent de faire passer du 1000base-LX/LH sur une fibre MM par exemple.

sources :

• https://connaissances.fournier38.fr/Fibres%20optiques%20Distance%20et%20D%C3%A9bits
• https://3acisco2960.wordpress.com/2015/01/14/the-difference-between-sfp-10g-sr-sfp-10g-lrm-sfp-10g-lr-and-sfp-10g-er/

Les fiches ou connecteurs de fibres sont les bouts de plastiques terminant les fibres, et qui répondent à différents standards. Les modules optiques utilisés devront être du même type que ces connecteurs :

• SC (Subscriber Connector) : carré/“gros gbic”

• LC (Local Connector) : “mini gbic” (SFP : Small Form-Factor Pluggable)

• ST (Straight Tip) : rond/quart de tour (comme les anciennes prises BNC)

• FC : (“Ferrule Connector” ou “Fiber Channel”) rond à visser

• MTRJ : carré clipsable (presque plus utilisé)

Une fiche est un connecteur mâle ; on l'insère soit dans un raccord sur un tiroir optique, soit dans un module optique (voir plus bas).

C'est un terme ambigu qui peut aussi bien désigner les connecteurs de fibres (fiches) comme les contacts de ceux-ci. Dans ce § il s'agit du 2ème cas.

• PC (Physical Contact), SPC (Super Physical Contact) et UPC (Ultra Physical Contact) : embouts arrondis, les plus communs (connecteurs bleus)
• APC (Angled Physical Contact) : biseauté / pointu (connecteur verts)
• plat

Ce sont des modules enfichables qui convertissent un signal électrique en signal optique (ou vers Ethernet), ce qui permet d'adapter les connexions d'un équipement réseau (commutateur ou routeur) aux besoins.

Tableau comparatif synthétique des modules optiques :

Type	Image	Vitesse (Gbit/s)
GBIC		1
SFP		1
XENPAK		10
X2/XPACK		10
SFP+		10,25
XFP		10
QSFP(+)		40,100
CFP		100

Échelle de taille entre ces modules :

Il existe différents types de GBICs, fonction du type de fibre utilisé (monomode ou multimode) et des connecteurs de la fibre (cf plus haut) :

• SX : multi-mode (jusqu'à 500 m)
• LX/LH/LR : mono-mode (single-mode) mais accepte aussi le multi-mode (jusqu'à 10 km)
• ZX : mono-mode (jusqu'à 70 km)

D'autres types d'adaptateurs :

• 1000Base-T : GBIC qui converti le port en port gigabit pour paires torsadées (RJ45)

• existe aussi en SFP (SFP-RJ)

• GBIC Gigastack = converti un port Gigabit en 2x 1Giga half duplex ; c'est utilisé pour créer des stacks de 2950 par exemple.

• GBIC Twingig = converti un port Ten giga en 2x ports Gigabit pour mini GBIC (SFP)

Il arrive souvent que les constructeurs/équipementiers ne détectent par défaut que les modules optiques signés de leur propre marque - ou partenaires. Il est fréquent qu'en leur passant une commande (+/- cachée) ils arrivent à utiliser des modules d'une autre marque ou no-name.

Chez Cisco on peut outrepasser cette limitation en appliquant la commande cachée suivante :

service unsupported-transceiver
# MAJ :
no errdisable detect cause gbic-invalid

Chez Dell, sur un serveur sous Linux utilisant le driver ixgbe :

# vi /etc/modprobe.d/ixgbe.conf
options ixgbe allow_unsupported_sfp=1

• La cheat sheet (pdf) des terminaisons de fibres sur packetlife.net.