Publié par : Département de recherche et développement, Technologie Optic.ca Inc., juin 2026

Introduction

La croissance continue de l'informatique en nuage, des charges de travail liées à l'intelligence artificielle et du traitement de données à grande échelle a engendré une demande croissante de bande passante au sein des centres de données modernes. À mesure que les vitesses réseau évoluent de 10G vers 40G et 100G Ethernet, des mises à niveau de l'infrastructure deviennent nécessaires pour prendre en charge un débit de données plus élevé. Toutefois, le remplacement du câblage de fibre existant peut s'avérer coûteux et perturbateur sur le plan opérationnel, en particulier dans les grands centres de données où le déploiement de fibre est déjà étendu.

Les émetteurs-récepteurs optiques bidirectionnels à courte portée multimodes (SR-BIDI) offrent une solution efficace pour accroître la capacité du réseau tout en réutilisant l'infrastructure existante de fibre multimode duplex (multimode fiber, MMF). Au lieu de s'appuyer sur des architectures à fibres parallèles nécessitant plusieurs canaux d'émission et de réception, la technologie SR-BIDI permet la transmission simultanée et bidirectionnelle des données sur la même paire de fibres en utilisant plusieurs longueurs d'onde optiques.

Cette technologie permet aux exploitants de réseaux de migrer d'une infrastructure 10G existante vers des liens Ethernet 40G et 100G plus rapides, tout en conservant la compatibilité avec le câblage multimode OM3 et OM4 déjà installé. En réduisant le nombre de fibres et en simplifiant l'architecture de câblage, les solutions SR-BIDI diminuent considérablement les coûts de déploiement et améliorent l'évolutivité des réseaux des centres de données.

Principe de la transmission optique bidirectionnelle

La communication optique bidirectionnelle permet l'émission et la réception simultanées de signaux optiques sur la même fibre optique en utilisant des longueurs d'onde différentes. Cette approche repose sur des filtres de multiplexage en longueur d'onde (wavelength division multiplexing, WDM) intégrés à l'intérieur du module émetteur-récepteur optique. Ces filtres séparent les signaux entrants et sortants afin que chaque longueur d'onde puisse être émise et reçue indépendamment sans interférence.

Dans une communication classique sur fibre duplex, deux fibres distinctes sont requises : une pour la transmission des signaux optiques et une autre pour leur réception. À l'inverse, la communication bidirectionnelle permet aux deux sens du trafic de données de coexister sur la même fibre grâce à deux longueurs d'onde distinctes. Comme illustré à la Figure 1, la diode laser génère le signal optique sortant, qui est dirigé à travers des optiques de collimation vers un filtre de multiplexage en longueur d'onde (WDM). Le filtre WDM agit comme un élément de séparation de faisceau qui sépare les différentes longueurs d'onde utilisées pour l'émission et la réception. La lumière émise est couplée à la fibre optique au moyen d'optiques d'alignement de précision.

Au même moment, les signaux optiques entrants provenant de la fibre empruntent le même chemin optique mais sont séparés par le filtre WDM et redirigés vers le récepteur à photodiode. La photodiode convertit le signal optique en signal électrique pouvant être traité par les circuits électroniques de l'émetteur-récepteur. Cette architecture intégrée permet une communication full-duplex sur une seule fibre tout en maintenant l'isolation optique entre les canaux d'émission et de réception.

Principe de la communication optique bidirectionnelle

Les émetteurs-récepteurs optiques traditionnels nécessitent généralement des fibres distinctes pour l'émission et la réception. Une fibre transporte le signal émis, tandis qu'une autre achemine le signal reçu en sens inverse. Cette configuration augmente le nombre de fibres requises dans les réseaux à haut débit et engendre des architectures de câblage plus complexes.

La communication optique bidirectionnelle résout cette limitation en permettant à deux signaux optiques indépendants de se propager dans la même fibre à l'aide de longueurs d'onde différentes. Chaque émetteur-récepteur transmet les données sur une longueur d'onde et reçoit les données sur une autre longueur d'onde. Cette séparation est obtenue grâce à des filtres de multiplexage en longueur d'onde intégrés au module émetteur-récepteur. Comme illustré à la Figure 2, deux émetteurs-récepteurs optiques situés aux extrémités opposées d'un lien à fibre utilisent des paires de longueurs d'onde complémentaires. Par exemple, un dispositif peut transmettre les données à 1310 nm tout en recevant les signaux à 1550 nm, tandis que le dispositif opposé effectue l'opération inverse. Cet appariement de longueurs d'onde garantit que les signaux circulant en sens opposés n'interfèrent pas entre eux.

Cette technique permet une communication full-duplex sur une seule fibre optique tout en réduisant considérablement l'utilisation de fibre dans l'infrastructure réseau.

Technologie SR-BIDI dans les émetteurs-récepteurs optiques 40G et 100G

Les émetteurs-récepteurs optiques bidirectionnels à courte portée (SR-BIDI) permettent une communication Ethernet à haut débit sur l'infrastructure existante de fibre multimode (MMF) duplex en transmettant des signaux optiques dans les deux sens à l'aide de longueurs d'onde différentes. Cette architecture élimine le besoin de connexions à fibres parallèles requises par les modules optiques classiques et réduit ainsi le nombre de fibres tout en maintenant une communication full-duplex.

Dans la mise en œuvre 40G QSFP+ SR-BIDI, deux longueurs d'onde optiques — généralement autour de 850 nm et 900 nm — sont transmises simultanément dans des sens opposés sur un lien de fibre multimode duplex. Chaque longueur d'onde transporte un flux de données NRZ de 20 Gbps, ce qui donne un débit agrégé de 40 Gbps. Contrairement aux émetteurs-récepteurs 40G SR4 traditionnels, qui reposent sur de l'optique parallèle et nécessitent huit fibres connectées via des connecteurs MPO, l'architecture SR-BIDI fonctionne avec seulement deux fibres munies de connecteurs LC duplex standard. Cette conception permet une mise à niveau transparente des réseaux existants à fibres duplex 10G vers le 40G Ethernet sans remplacer l'infrastructure de fibre installée. Les distances de transmission typiques atteignent jusqu'à 100 m sur fibre multimode OM4 et environ 70 m sur fibre OM3, ce qui rend la technologie bien adaptée aux interconnexions courte portée dans les centres de données.

Le même principe est étendu aux émetteurs-récepteurs 100G QSFP28 SR-BIDI, qui utilisent plusieurs longueurs d'onde multiplexées au moyen de filtres WDM intégrés pour atteindre un débit de données plus élevé. Au lieu de deux canaux optiques, l'architecture 100G emploie généralement quatre longueurs d'onde dans chaque sens à l'intérieur de la plage spectrale 850–940 nm. Chaque voie optique fonctionne à environ 25 Gbps, ce qui permet une capacité de transmission agrégée de 100 Gbps sur un lien de fibre multimode duplex. Comme dans la mise en œuvre 40G, l'utilisation de connecteurs LC duplex standard assure la compatibilité avec les systèmes de câblage MMF existants. Les distances typiques atteignent jusqu'à 100 m sur fibre OM4 et environ 70 m sur fibre OM3, ce qui rend les modules SR-BIDI particulièrement adaptés aux connexions à haute densité entre commutateurs et entre serveurs et commutateurs dans les centres de données modernes.

Types d'émetteurs-récepteurs BiDi et applications

La technologie de communication optique bidirectionnelle est offerte dans une large gamme de formats d'émetteurs-récepteurs et de débits. Comme résumé à la Figure 3, les émetteurs-récepteurs BiDi existent en plusieurs facteurs de forme — notamment SFP, SFP+, SFP28, QSFP+ et QSFP28 — chacun conçu pour répondre à des besoins réseau spécifiques. Les modules à plus faible débit, tels que les émetteurs-récepteurs BiDi 1G et 10G, sont couramment utilisés dans les réseaux d'accès ou métropolitains fonctionnant sur fibre monomode, tandis que les modules SR-BIDI 40G et 100G sont principalement déployés dans les centres de données où des interconnexions courte distance à haute bande passante sont requises.

La technologie SR-BIDI offre plusieurs avantages importants pour les infrastructures réseau modernes. En permettant la transmission bidirectionnelle sur fibre duplex, elle réduit considérablement le nombre de fibres requises, simplifiant les architectures de câblage et abaissant les coûts d'installation. De plus, elle permet aux organisations de mettre à niveau leur infrastructure existante de fibre 10G vers des débits plus élevés sans remplacer le câblage installé, ce qui la rend particulièrement attrayante pour les déploiements existants (brownfield) où un recâblage est impraticable.

Malgré ces avantages, les systèmes SR-BIDI présentent également certaines limites. La distance de transmission est généralement limitée aux applications courte portée des centres de données, et certaines mises en œuvre peuvent utiliser des configurations de longueurs d'onde propriétaires, ce qui peut nuire à l'interopérabilité entre des émetteurs-récepteurs de différents fournisseurs.

Conclusion

La technologie multimode SR-BIDI offre une approche efficace et pratique pour mettre à niveau les réseaux des centres de données vers des vitesses de transmission plus élevées tout en préservant l'infrastructure de fibre existante. En permettant la communication optique bidirectionnelle au moyen du multiplexage en longueur d'onde, les émetteurs-récepteurs SR-BIDI réduisent les besoins en fibres et simplifient l'architecture du réseau. La mise en œuvre 40G QSFP+ SR-BIDI permet une migration transparente depuis les réseaux 10G existants en n'utilisant que de la fibre multimode duplex, tandis que l'architecture 100G QSFP28 SR-BIDI étend ce concept grâce au multiplexage de plusieurs longueurs d'onde afin d'atteindre un débit plus élevé. Bien que la technologie soit principalement adaptée aux déploiements courte portée, sa capacité à maximiser l'utilisation de l'infrastructure et à réduire les coûts de déploiement en fait une solution attrayante pour les centres de données d'entreprise et infonuagiques modernes.