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فارسی Topologies et architectures des réseaux en fibre
Deux transceivers et une fibre forment une liaison ; un réseau, c’est ce que vous construisez avec des centaines de liaisons. La façon dont les liaisons sont organisées — point à point, anneau, arbre, maillage, étoile — détermine le nombre de fibres nécessaires sur un itinéraire, ce qui se passe en cas de coupure de câble, quelles optiques chaque extrémité porte et comment l’infrastructure est documentée. Cette page passe en revue les topologies utilisées dans les centres de données, les campus, les réseaux d’accès et le transport, la hiérarchie de câblage structuré prescrite par les normes, les architectures FTTx, la planification du nombre de fibres et les schémas de protection — avec les optiques qu’implique chacun d’eux.
Topologies de base
| Topologie | Structure | Fibres par liaison | Protection | Optiques typiques | Où |
|---|---|---|---|---|---|
| Point à point, duplex | A ↔ B sur deux fibres | 2 | aucune (ou une seconde paire diversifiée) | SR/LR/ER, DAC/AOC | partout |
| Point à point, BiDi monofibre | une fibre, deux longueurs d’onde | 1 | aucune | paires BiDi (1310/1490, 1270/1330) | itinéraires pauvres en fibre, FTTx |
| Point à point WDM | N canaux sur une paire via multiplexeur/démultiplexeur | 2 pour N services | selon le système | modules CWDM/DWDM (CWDM, DWDM) | métro, interconnexion de campus |
| Étoile / hub-and-spoke | chaque site relié à un nœud central | 2 par branche | double rattachement à deux hubs | LR/ER selon la distance | campus, WAN d’entreprise |
| Anneau | nœuds en boucle, trafic dans les deux sens | 2 (anneau simple) ou 4 (double) | inhérente : second chemin | LR/ER, DWDM avec OADM | métro, accès opérateur, services publics |
| Arbre (PON) | une fibre OLT divisée 1:32–1:128 vers des ONU | 1 fibre nourricière, 1 par abonné | protection Type B/C en option | classes d’optiques PON (Fonctionnement du PON) | FTTH |
| Maillage | plusieurs-à-plusieurs | nombreuses | réacheminement | ROADM/cohérent | transport cœur de réseau |
| Leaf–spine (Clos replié) | chaque leaf relié à chaque spine | 2 par liaison | multichemin par conception | SR4/DR4/AOC (Rôles et topologies) | centre de données |
| Bus / insertion-extraction linéaire | nœuds le long d’un itinéraire | 2 | aucune | OADM | pipelines, chemins de fer |
Hiérarchie du câblage structuré (TIA-568 / ISO 11801)
| Élément | Rôle | Choix de fibre | Remarques |
|---|---|---|---|
| Local d’entrée (entrance facility) | là où les câbles de l’opérateur pénètrent dans le bâtiment ; transition extérieur → intérieur | comme l’opérateur | le câble extérieur peut courir sur ≤ 15 m en intérieur, sauf s’il est homologué (NEC 770) |
| Salle d’équipement / répartiteur général (MC) | commutateurs cœur, ODF | OS2 | toutes les dorsales aboutissent ici |
| Dorsale (verticale / campus) | MC ↔ intermédiaire (IC) ↔ répartiteurs horizontaux (HC) | OS2 (OM4 pour les liaisons intra-bâtiment courtes) | ≤ 2 000 m de SMF de campus ; 12–48 fibres par local technique en général |
| Local technique (TR/HC) | distribution d’étage | — | commutateurs d’accès |
| Câblage horizontal | TR → prise de la zone de travail, ≤ 90 m | cuivre principalement ; fibre en câblage centralisé (≤ 300 m OM3/OM4) | fibre jusqu’au poste de travail rare mais existante |
| Centre de données (TIA-942) | MDA → IDA → HDA → EDA (ZDA en option) | artères OM4/OS2 avec MPO | schémas ToR, EoR, MoR ci-dessous |
Schémas de câblage en centre de données
| Schéma | Câblage | Optiques |
|---|---|---|
| Top-of-rack (ToR) | serveurs reliés par DAC à un commutateur dans la même baie ; liaisons montantes du commutateur vers les spines par fibre structurée | DAC ≤ 3 m ; liaisons montantes SR4/DR4/AOC |
| End-of-row / middle-of-row (EoR/MoR) | serveurs câblés le long de la rangée vers un commutateur situé à l’extrémité ou au centre | optiques AOC ou SR 10–30 m ; plus de fibre, moins de commutateurs |
| Artères MPO structurées + cassettes | artères 12/24 fibres entre MDA et HDA/EDA, éclatement (breakout) LC dans des cassettes | tout optique duplex ; méthode de polarité A/B/C (Éclatement (breakout) et MPO) |
| MPO point à point direct | artère directe entre ports QSFP (SR4/DR4) | optiques parallèles ; moins de connecteurs |
| Optimisé par rail (IA) | chaque NIC GPU vers un leaf différent | surtout AOC/DR4 (Câblage d’un cluster IA) |
Architectures FTTx
| Architecture | La fibre atteint | Dernier segment | Équipement actif | Optiques |
|---|---|---|---|---|
| FTTH — PON | le domicile | 1 fibre depuis le coupleur | OLT + ONU | classes GPON/XGS-PON ; coupleurs 1:32–1:64 |
| FTTH — Ethernet P2P (AON) | le domicile | fibre dédiée par domicile | commutateur Ethernet + CPE | BiDi monofibre 1G/10G |
| FTTB | le bâtiment | cuivre (Ethernet/VDSL/G.fast) à l’intérieur | commutateur du bâtiment/DSLAM | liaison montante LR 1G/10G |
| FTTC / FTTN | armoire / nœud | VDSL sur cuivre | DSLAM de rue | LR 1G/10G, CWDM |
| FTTA | l’antenne | fibre jusqu’au RRU | RRU/AAU | optiques fronthaul 10/25G (Fronthaul) |
| FTTx avec WDM-PON / TWDM | le domicile | 1 fibre, une longueur d’onde par utilisateur/groupe | NG-PON2 | optiques ONU accordables |
Architecture de division dans le PON : centralisée (un coupleur 1:64 à l’armoire — flexible, un seul point d’épissure) contre en cascade/distribuée (1:4 puis 1:16 le long de la rue — moins de fibre nourricière, plus de boîtiers, ~0,5 dB supplémentaire) (Classes ODN).
Planification du nombre de fibres
| Règle | Justification |
|---|---|
| 2 fibres par service duplex, 1 par abonné BiDi/PON | base |
| Ajouter une réserve de 50–100 % sur les itinéraires de dorsale | le coût du génie civil dépasse largement celui de la fibre ; tirer un câble plus tard coûte plus cher |
| Jamais moins de 12 fibres dans un câble extérieur ; 24–48 entre bâtiments ; 96–288 sur les artères métro ; 864+ dans les conduites alimentant les centres de données | granularité de l’épissurage et du nombre de rubans |
| Prévoir du WDM plutôt que des fibres quand l’espace en conduite est la contrainte | 8–96 services sur une paire |
| Fibres (ou câbles) séparés pour les chemins de protection | une seconde paire dans le même câble ne survit pas à une excavation |
| Réserver des fibres pour la surveillance (RFTS) et de futurs coupleurs PON | — |
| Location de fibre noire contre service en longueur d’onde/Ethernet | fibre noire : vous choisissez les optiques, vous gérez l’infrastructure ; longueur d’onde managée : règles d’optiques du fournisseur |
Protection et diversité
| Schéma | Comment | Temps de commutation | Coût en fibre |
|---|---|---|---|
| Non protégé | un seul chemin | — | 1× |
| 1+1 | trafic envoyé sur deux chemins diversifiés, le récepteur choisit | < 50 ms | 2× |
| 1:1 / 1:N | chemin de secours activé en cas de défaillance | de 50 ms à quelques secondes | 2× ou partagé |
| Anneau (ERPS G.8032, MPLS-TP, OTN, SNCP) | réacheminement dans l’autre sens de l’anneau | < 50 ms | fibres de l’anneau |
| Restauration en maillage | le plan de contrôle trouve un nouveau chemin | quelques secondes | capacité de réserve partagée |
| PON Type B / C | port OLT redondant / artère redondante / duplication complète | quelques secondes | +1 fibre nourricière |
| Double rattachement (LAG/MLAG/ECMP vers deux nœuds) | multichemin L2/L3 | inférieur à la seconde | 2× liaisons d’accès (Bases de l’acheminement) |
La diversité signifie des itinéraires physiquement séparés : conduites différentes, entrées de bâtiment différentes, côtés de rue différents. Deux câbles dans une même tranchée partagent la même pelleteuse.
Latence
| Support | Délai | Remarque |
|---|---|---|
| Fibre standard | ≈ 4,9 µs/km (n ≈ 1,47) | 100 km ≈ 0,5 ms dans un sens |
| Fibre à cœur creux | ≈ 3,3 µs/km | trading, HPC (Types de fibre) |
| Cuivre / micro-ondes / espace libre | ≈ 3,3 µs/km | les micro-ondes battent la fibre sur les trajets rectilignes |
| À ajouter par saut | commutateurs 1–10 µs, routeurs 10–100 µs, FEC/DSP dans les optiques 400G+ 100–300 ns, DSP cohérent µs | l’équipement, pas le verre |
Documentation d’une topologie
Tout réseau en fibre nécessite : une carte des itinéraires (SIG), une numérotation des câbles et des fibres, des schémas d’épissurage par boîtier, des plans de ports d’ODF, des registres de brassage, des résultats de tests par fibre et un journal des modifications — tenus à jour (Maintenance et restauration, Installation et itinéraires).
Dans CodingBox
La topologie détermine la liste des optiques : paires BiDi pour les branches monofibres, classes PON pour les arbres, canaux CWDM/DWDM pour les paires partagées, optiques parallèles SR4/DR4 pour les artères MPO. CodingBox vérifie chaque module livré par rapport à cette liste — longueur d’onde, canal, PMD, classe de puissance — avant son départ vers le site (Check transceiver, Code database).
Garder la topologie traçable — schémas d’identifiants, étiquettes, plans d’épissurage, SIG et registres : Documentation et étiquetage ; les boîtiers aux nœuds de ces topologies — transpondeurs, ROADM, OLT, commutateurs de protection, convertisseurs de média : Équipements de transport et d’accès.