[la fibre technique #08]
Few Mode Fiber ou fibres à (nombre de) modes réduits.

Après les MMF et les SMF, les FMF : Few Mode Fiber ou fibres à (nombre de) modes réduits.

Une fibre FMF est une fibre de verre avec 1 cœur et 1 gaine optique dont le profil d’indice a été travaillé pour permettre la présence de quelques modes dans un même volume.
Nous l’avions évoqué, la fibre monomode à saut d’indice a une bande passante quasi infinie qui admet des #télécommunications très haut débit. Mais dès 2011, les spécialistes de la conception des #fibres optiques ont eu à cœur de transmettre à encore plus haut débit.

Comment ? En exploitant l’espace géométrique pour faire circuler quelques modes bien choisis dans une fibre optique à cœur de 10um de ⌀.

Les fibres à modes réduits font ainsi leur apparition en modifiant légèrement les profils d’indice d’une fibre monomode standard. L’augmentation du débit passant par la mise en place du Mode Division Multiplexing (MDM).

Les FMF sont une alternative aux fibres multi-cœurs, où la fibre de verre possède plusieurs cœurs optiques et où la transmission est en Space Division Multiplexing (SDM). Et elles autorisent la propagation des modes excités de second ordre au cœur de la fibre :
le mode de 1er ordre, constitué par le mode LP01, circule seul au cœur de la fibre
les modes « guidés » d’ordres supérieurs -LP11, LP12, LP02, LP21, LP32- sont répartis spatialement dans le cœur de la fibre.

La transmission d’information est ainsi faite par multiplexage et répartition modale, aux mêmes longueurs d’onde et avec les mêmes affaiblissements.

La FMF est choisie pour son nombre de modes guidés. Certains procédés de fabrication de préforme de fibre comme le PCVD, affinent les profils d’indice ou en réalisent des complexes, tels que des fibres à 2, 4, 6 ou 9 modes de propagation, ou des fibres FMF à très faible atténuation < à 0,17dB/km par mode.

Si certaines de ces fibres sont à saut d’indice, dans les systèmes très haut débit type MIMO (Entrées Sorties Multiples), on leur préfère des profils à gradient d’indice (=paraboliques) présentant des retards de mode différentiel plus faible, pour réduire les effets de dispersion temporelle entre les différents canaux et permettre des reconcaténations de message plus rapide.

On peut aussi les utiliser uniquement sur le mode fondamental (propagation monomode) :
pour bénéficier d’une surface effective plus importante
pour réduire le seuil d’apparition des effets non linéaires
et pour augmenter les distances de transmission et/ou les débits transmis

Enfin, deux M&Ms sur le gâteau FMF :
certaines de ces fibres sont utilisées comme capteurs multiparamétriques : à chaque mode sa grandeur physique mesurée, là où il fallait plusieurs fibres auparavant.
d’autres, actives, dopées aux terres rares, peuvent devenir des amplificateurs variables, chacun des modes guidés de propagation pouvant être amplifié de manière différenciée.