SMF

La fibre monomode (SMF) est un câble optique dont le diamètre du cœur est d'environ 8 à 10 micromètres, suffisamment petit pour que la lumière y voyage essentiellement sur un seul chemin, ou mode. Cela contraste fortement avec la fibre multimode, qui a un cœur de 50 ou 62,5 micromètres et permet à des dizaines de chemins lumineux de se propager simultanément. Le confinement étroit dans la SMF élimine la dispersion modale, l'étalement des impulsions de signal qui se produit lorsque différents chemins arrivent à des moments différents.

La SMF fonctionne à des longueurs d'onde dans le proche infrarouge, généralement 1310 nanomètres ou 1550 nanomètres. La bande de 1550 nm est standard pour les télécommunications longue distance car elle correspond à la fenêtre de perte minimale du verre de silice et permet l'amplification à l'aide d'amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA). Les câbles monomodes sont toujours terminés par des connecteurs étroits, le plus souvent de type LC ou SC, et nécessitent un polissage et un alignement précis des faces d'extrémité de la fibre.

Où cela fonctionne et pourquoi c'est important

La SMF domine l'infrastructure des télécommunications : les câbles sous-marins intercontinentaux, les réseaux dorsaux métropolitains et les liaisons terrestres longue distance en dépendent tous. Un seul brin peut transporter des données sur plus de 100 kilomètres sans régénération. Le cœur étroit signifie que moins de lumière se disperse dans la gaine, et la dispersion chromatique devient le principal facteur limitant le signal plutôt que les effets modaux. Pour cette raison, les systèmes SMF longue distance nécessitent une attention particulière à la forme des impulsions, à la puissance de lancement et à la gestion de la dispersion de la fibre.

L'installation de la SMF exige plus de soin que les systèmes multimodes. L'épissure nécessite des soudeuses par fusion ou des coupleurs mécaniques de haute précision. Plier la fibre de manière serrée provoque une perte par macrocourbure ; enrouler une bobine à un rayon inférieur à 30 mm peut introduire des pertes de plusieurs décibels. La terminaison sur le terrain est également moins tolérante, et des tolérances strictes sur la géométrie de la face d'extrémité du connecteur sont nécessaires pour maintenir la perte de retour en dessous des limites requises.

Le terme monomode décrit précisément le comportement de propagation : dans un guide d'ondes SMF, seul le mode fondamental (le motif spatial d'ordre le plus bas du champ électrique) se propage efficacement à la longueur d'onde de fonctionnement. Les modes d'ordre supérieur sont coupés et ne transmettent pas. Cette contrainte fondamentale rend la SMF idéale pour les liaisons point à point à grande vitesse où le coût de l'installation de précision et de l'équipement de test est justifié par le gain de performance.