Multiplexeurs CWDM – dispositifs passifs pour le multiplexage de signaux fibre optique
Les multiplexeurs CWDM (Multiplexage par répartition en longueur d'onde grossière) sont des dispositifs optiques passifs qui permettent de transmettre plusieurs canaux indépendants sur une seule fibre optique. Chaque canal utilise une longueur d'onde différente, ce qui permet d'augmenter la capacité de l'infrastructure existante sans avoir à poser de nouveaux câbles.
Les solutions CWDM sont utilisées dans les réseaux de campus, métropolitains et d'accès, ainsi que dans les connexions entre bâtiments et centres de données – partout où le nombre de fibres disponibles est limité. Dans ce guide, nous expliquons comment fonctionnent les multiplexeurs CWDM, en quoi leurs variantes diffèrent et ce qu'il faut prendre en compte lors du choix.
Comment fonctionne un multiplexeur à répartition en longueur d'onde
Le multiplexeur à répartition en longueur d'onde combine des signaux optiques de différentes longueurs d'onde dans une seule fibre, et le démultiplexeur de l'autre côté de la connexion les sépare à nouveau en canaux distincts. Ces deux tâches sont généralement réalisées par un seul appareil, appelé mux/demux.
Dans la technologie CWDM, l'espacement entre les canaux est de 20 nm. La grille définie dans la recommandation ITU-T G.694.2 comprend 18 canaux dans la plage de 1271 à 1611 nm. La séparation des longueurs d'onde est assurée par des filtres diélectriques à couches minces (TFF), ce qui signifie que le multiplexeur CWDM ne nécessite ni alimentation ni refroidissement.
Les principaux avantages de la technologie CWDM :
- Économie de fibres – plusieurs canaux de transmission dans une seule fibre ou dans une seule paire de fibres.
- Capacité accrue sans nouveaux câbles – extension du réseau sur l'infrastructure fibre optique existante.
- Pas d'alimentation – un dispositif passif ne consomme pas d'énergie et ne contient pas d'éléments actifs susceptibles de tomber en panne.
- Coût inférieur à celui du DWDM – de larges espacements entre les canaux permettent d'utiliser des transceivers moins chers avec des lasers sans stabilisation de température.
Types de multiplexeurs CWDM
Multiplexeurs monofibre
Le multiplexeur monofibre permet une transmission bidirectionnelle dans une seule fibre. Chaque connexion utilise deux longueurs d'onde – une pour l'émission, l'autre pour la réception – c'est pourquoi le nombre de connexions possibles est réduit de moitié par rapport au nombre de canaux de l'appareil. À chaque extrémité de la connexion, deux dispositifs complémentaires (appelés versions A et B) sont utilisés, où l'attribution des longueurs d'onde pour l'émission et la réception est inversée. Cette solution est choisie lorsqu'il n'y a qu'une seule fibre libre disponible.
Multiplexeurs bifibre
Le multiplexeur bifibre utilise une paire de fibres – une pour l'émission, l'autre pour la réception. Chaque connexion occupe un canal CWDM, et la même longueur d'onde est utilisée dans les deux directions. Cela permet d'exploiter pleinement le nombre de canaux de l'appareil et simplifie le choix des transceivers.
Formats de boîtiers
Les multiplexeurs CWDM sont disponibles en plusieurs configurations : pour montage en rack de 19 pouces, en tant que modules installés dans des commutateurs et des panneaux de fibre optique, ainsi que dans des boîtiers compacts avec des sections de fibre sorties, destinés à des armoires de distribution et à des installations en dehors des salles de serveurs. Le format du boîtier est choisi en fonction de l'emplacement d'installation et de l'organisation du câblage.
Filtres WDM pour réseaux PON
Dans les réseaux optiques passifs (PON), des filtres WDM, appelés filtres de coexistence, sont utilisés pour combiner dans une seule fibre les signaux de deux standards, par exemple GPON et XG-PON. Chacun d'eux fonctionne à des longueurs d'onde différentes, permettant ainsi de déployer une technologie plus récente dans un réseau de distribution existant sans remplacer le câblage et les répartiteurs.
Comment choisir un multiplexeur CWDM
Avant d'acheter, il convient d'analyser :
- Le nombre de canaux – en tenant compte de l'extension prévue. Des ports libres permettent de lancer d'autres connexions sans remplacer l'appareil.
- Le nombre de fibres disponibles – avec une seule fibre libre, un modèle monofibre est nécessaire, avec une paire de fibres – un modèle bifibre.
- Le budget de puissance optique – la somme des pertes de la fibre optique, des connecteurs, des soudures et des deux multiplexeurs doit rester dans le budget des transceivers utilisés, avec une marge de sécurité.
- La compatibilité avec les transceivers – les longueurs d'onde des modules doivent correspondre aux ports du multiplexeur, et les modules doivent être pris en charge par les commutateurs ou les routeurs du réseau.
- Le format du boîtier et le type de connecteurs – adaptés au rack, au commutateur de fibre optique et aux cordons de raccordement utilisés.
Questions fréquentes sur les multiplexeurs CWDM
Quelle est la différence entre CWDM et DWDM ?
Le CWDM utilise un espacement entre les canaux de 20 nm et prend en charge jusqu'à 18 canaux dans la plage d'environ 1270 à 1610 nm. Le DWDM utilise une grille beaucoup plus dense (recommandation ITU-T G.694.1, par exemple 100 GHz ou 50 GHz), ce qui permet d'obtenir des dizaines de canaux.
Combien de canaux un multiplexeur CWDM prend-il en charge ?
Les appareils les plus courants sont des dispositifs à 4, 8, 16 et 18 canaux. L'utilisation de tous les 18 canaux nécessite des fibres à pic d'eau réduit. Dans les multiplexeurs monofibre, chaque connexion occupe deux canaux, donc le nombre de connexions prises en charge est deux fois moins élevé.
Un multiplexeur CWDM nécessite-t-il une alimentation ?
Non. Les multiplexeurs CWDM sont des dispositifs passifs – ils ne nécessitent ni alimentation, ni refroidissement, ni configuration. Les signaux sont combinés et séparés uniquement par des filtres optiques.
Quels modules SFP sont nécessaires pour travailler avec un multiplexeur CWDM ?
Des transceivers CWDM (par exemple, des modules SFP ou SFP+) avec des longueurs d'onde correspondant à un port spécifique du multiplexeur sont nécessaires. Chaque connexion nécessite une paire de modules – un à chaque extrémité. Les modules à longueur d'onde standard ne peuvent être connectés qu'à un port dédié, si le multiplexeur en possède un. Avant l'achat, il est important de vérifier la compatibilité des modules avec les commutateurs ainsi que leur portée et leur budget de puissance.
Que signifie la perte d'insertion ?
La perte d'insertion (Insertion Loss) est la perte de puissance du signal lors de son passage à travers le multiplexeur. Elle augmente avec le nombre de canaux – selon la conception, elle varie généralement d'environ 1,5 dB dans les dispositifs à 4 canaux à environ 3,5–4 dB dans les dispositifs à 16 et 18 canaux. Lors du calcul du budget de puissance, il faut tenir compte des pertes des deux multiplexeurs sur la connexion, car elles limitent directement la portée maximale de transmission.
Un multiplexeur CWDM peut-il être étendu ?
Oui. Il est plus simple de choisir un appareil avec des ports supplémentaires. Certains multiplexeurs disposent également d'un port d'extension (EXP), auquel on connecte un appareil prenant en charge une autre plage de grille CWDM – par exemple, les canaux 1270–1330 nm en complément des canaux 1450–1590 nm. Cette division permet d'éviter la plage de pic d'eau. Lorsque les besoins dépassent les capacités du CWDM, les canaux DWDM peuvent être superposés à l'infrastructure CWDM existante dans la plage d'environ 1530–1550 nm.
À quoi sert le port de surveillance ?
Le port de surveillance (MON) extrait une petite partie du signal (généralement 1–5 % de la puissance) vers un connecteur séparé. Cela permet de connecter un wattmètre ou un analyseur de spectre optique et de vérifier l'état de la connexion sans interrompre la transmission.
