Le développement des émetteurs-récepteurs optiques et leur avenir

Aujourd'hui, lorsque nous examinons la gamme de produits et de fonctionnalités des émetteurs-récepteurs optiques, nous le devons à un long développement technique.

 

Depuis le début, toutes les spécifications des émetteurs-récepteurs sont définies selon les normes non exclusives de l'accord multisource (MSA) du comité SFF. Cela permet l'intercomptabilité des produits de différents fabricants.

Au début du développement des modules optiques, il existait uniquement des modules qui devaient être soudés au matériel. Ces émetteurs-récepteurs étaient au format 1x9 SFF et ont été utilisés pour la première fois en 1999.

 

La maintenance de ces modules prenait énormément de temps, une meilleure solution était nécessaire.

 

Désormais, le développement des modules optiques se divise en deux domaines. En optique fixe et amovible (hot-pluggable).

 

En 2000, le premier module interchangeable est développé : l'émetteur-récepteur GBIC (gigabit interface converter). Il dispose d'un connecteur SC duplex et peut être utilisé à des distances allant jusqu'à 160 km.

 

Cette évolution technologique offre de nombreux avantages évidents : outre la simplification de la maintenance, un réseau selon le principe du « pay as you grow » a désormais été mis en place. Grâce aux modules enfichables, l'utilisateur pouvait facilement augmenter ultérieurement la bande passante sur un réseau. L'introduction des modules GBIC par de nombreux grands fabricants de réseaux a déclenché la large diffusion de cet émetteur-récepteur.

 

Malheureusement, le module GBIC présentait encore un inconvénient majeur : la taille. La densité des ports et donc les performances globales du réseau ont considérablement diminué. De plus, pour les opérateurs de grands réseaux, comme les opérateurs de télécommunications, il n'était pas nécessaire de moderniser les ports ultérieurement. En 2001, les véritables optiques fixes sont apparues sur le marché : 2x5 SFF et 2x10 SFF. Ces émetteurs-récepteurs sont nettement plus petits que le GBIC. Cela est désormais possible grâce aux connecteurs duplex LC nouvellement introduits et, entre autres, les PCB (circuits imprimés) plus petits qui en résultent sont possibles. Les optiques SFF sont actuellement encore très répandues. Aujourd'hui, ils sont utilisés, outre le câblage du bâtiment, dans la plupart des matériels EPON ONU et ont encore pris une grande importance grâce à la prolifération des réseaux EPON.

Mais dans les réseaux LAN et MAN, seuls des modules remplaçables sont utilisés depuis l'introduction des GBIC.

 

En 2002, le facteur de forme SFP (Small form-factor pluggable) a été mis sur le marché. Celui-ci présentait de nombreux avantages par rapport au GBIC. Il dispose d'un connecteur LC Duplex, de sorte que la conception entière de l'émetteur-récepteur a été réduite à environ la moitié du module GBIC. Cela expliquait également les inconvénients résultant de la diminution de la densité portuaire et des performances globales. Tous les fabricants de réseaux utilisent jusqu'à présent des modules SFP pour les appareils d'entrée de gamme ou les distributeurs d'étage.

 

Avec la demande croissante de bande passante, une étape importante dans le développement de la transmission optique de données a été franchie. En 2005, les premiers modules XENPAK ont été développés. Ces émetteurs-récepteurs offrent des taux de transmission allant jusqu'à 10 Gigabits. La transmission fonctionne avec une interface XAUI sur 4 canaux à 3,125 Gigabit. La bande passante des réseaux pourrait ainsi être considérablement augmentée. En fin de compte, les inconvénients de la technique ont prédominé. Des coûts de production élevés, une conception trop lourde, qui a également conduit à une densité de ports plus faible, et une consommation d'énergie relativement élevée pouvant atteindre 10 W par port, n'ont pas pu répondre aux besoins des clients.

 

En 2006, l'émetteur-récepteur X2 a été lancé comme successeur. Comme l'émetteur-récepteur XENPAK, le module X2 dispose d'une interface électrique. Les différences sont minimes, mais la prochaine étape décisive ne devrait pas tarder à venir.

 

En 2007, le premier émetteur-récepteur XFP a été publié. Cela offrait des avantages significatifs dans le réseau 10 Gigabit. La transmission ne s'effectue plus à quatre, mais uniquement à travers un seul canal série. Ainsi, le nombre de PCB pourrait être considérablement réduit, de sorte que le connecteur duplex LC pourrait également être utilisé avec le XFP. Ces modules sont à peine plus grands qu'un module SFP, ce qui a finalement apporté une augmentation de la densité de ports des réseaux 10 Gigabit. De plus, la consommation électrique, similaire à celle d'un SFP, n'atteint que 3,5 W.

 

La dernière étape du développement sous forme de transmission 10 Gigabit est l'émetteur-récepteur SFP+. Cela offre d'autres améliorations mineures par rapport aux modules XFP. La consommation électrique et la taille pourraient être encore réduites. SFP+ est désormais le facteur de forme standard pour les réseaux 10 Gigabit avec tous les principaux équipements réseau.

 

 

En 2011, les premiers modules QSFP sont arrivés sur le marché. Cela a permis pour la première fois une transmission de 40 Gigabit avec un module enfichable à chaud. La vitesse est atteinte par quatre canaux CWDM internes de 10 Gigabit. Les modules sont légèrement plus grands qu'un émetteur-récepteur XFP et comportent une languette sur la longueur du module pour pouvoir le retirer du matériel. Les émetteurs-récepteurs QSFP disposent également d'un connecteur MPO/MTP.

 

 

Il existe aujourd'hui deux variantes de ces modules. Le QSFP-SR, avec une portée allant jusqu'à 150 mètres sur OM4fibres, ainsi que le QSFP-LR, avec une portée allant jusqu'à 10 km sur fibres OS2. Les normes pour QSFP-ER, d'une portée de 40KM, existent déjà. BlueOptics lancera cet émetteur-récepteur QSFP-ER au quatrième trimestre 2014 en tant que l'un des premiers fabricants au monde.