Знання

Як далеко можна протягнути волоконно-оптичний кабель? Після багатьох років планування та введення в експлуатацію оптоволоконних з’єднань - від коротких даних-комплекти центрів передачі даних до -міських магістралей - моя чесна відповідь полягає в тому, що єдиного числа немає, але діапазони можна передбачити, коли ви знаєте, на що звертати увагу. Пробіг може складатися з кількох сотень метрів у багатомодовому режимі всередині будівлі до понад 10 000 км у підсиленому одно-режимі під океаном. Обмеження встановлює тип волокна, довжина хвилі, потужність трансивера чи підсилювача, а також ступінь чистоти ваших роз’ємів і з’єднань. Нижче я розбиваю реальну{10}}максимальну відстань оптоволоконного кабелю за типом, показую, як обчислити охоплення з’єднання, і поясню, як інженери простягають оптоволокно між містами, континентами та океанами.

Від кількох сотень метрів до понад 10 000 кілометрів

Якщо вам потрібні лише заголовні цифри, ось довжина оптоволоконного кабелю за типом з першого погляду. Досяжність стрибає чіткими кроками залежно від волокна та обладнання на кожному кінці.

Що визначає, наскільки далеко може пройти волокно?

Світло не проходить крізь скло безкоштовно. Два фізичних ефекту встановлюють стелю на відстані. Першийзатухання- сигнал слабшає під час проходження, спричинене поглинанням, розсіюванням і втратою на вигині, і вимірюється в децибелах на кілометр (дБ/км). Другий єдисперсія- світловий імпульс поширюється на відстань, що зрештою обмежує швидкість передачі даних, а не необроблений охоплення.

Для стандартного одномодового-волокна,Рекомендація ITU-T G.652обмежує загасання на рівні 0,4 дБ/км на 1310 нм і 0,35 дБ/км на 1550 нм, а сучасне волокно G.652.D зазвичай краще працює в польових умовах. Оскільки втрати залежать-від довжини хвилі, простий перехід від вікна 1310 нм до вікна 1550 нм може значно збільшити охоплення на тому самому волокні.

Крім фізики, ваш фактичний номер визначають чотири практичні фактори:

• Тип і сорт волокна- багаторежимний порівняно з однорежимним-режимом, а також конкретний клас класу OM або G-.
• Довжина хвилі- 1310 нм порівняно з вікном нижніх-втрат 1550 нм.
• Потужність трансивера або підсилювача- потужність запуску та чутливість приймача визначають оптичний бюджет.
• Якість з’єднувача та з’єднання- кожна поєднана пара та зрощений з’єднання додають втрати, які з’їдають ваш доступ.

Якщо ви все ще вибираєте між типами волокон, наш оглядодно{0}}модове проти багатомодового волокнарозбиває компроміси-докладніше.

Максимальна відстань багатомодового волокна (OM1 до OM5)

Багатомодове волокно використовується всередині будівель, центрів обробки даних і локальних мереж. Його більшу серцевину легко і дешево підключити, але вона страждає від модальної дисперсії, яка є стіною, яка обмежує максимальну відстань багатомодового волокна на вищих швидкостях. Стандартизовані відстані нижче визначеніСтандарти IEEE 802.3 Ethernetдля 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-SR).

На 1 Gigabit Ethernet багатомодовий доступ доходить до - приблизно до 550 м на OM3 -, але закономірність очевидна: чим вища швидкість передачі даних, тим коротший багатомодовий пробіг. За емпіричним правилом, якщо ваше з’єднання сьогодні становить менше 300 м і залишатиметься коротким, багатомодовий — економічно-вибір. Якщо пробіг довший, або ви плануєте оновити до 25G, 40G, 100G або більше, одно-режим є кращим довгостроковим-вибором. Ви можете переглянути класи та конструкції на нашомубагатомодове волокносторінку.

Максимальна відстань одномодового-волокна (LR, ER, ZR)

Одномодове-волокно з його крихітною серцевиною та стабільним світловим шляхом стає цікавим питання про те, як далеко може пройти одномодове-волокно. Завдяки лише трансиверу - без підсилювача - стандартизована оптика забезпечує чисту, повторювану відстань.

Стрибок з 10 км на 80 км не безкоштовний. Оптика з-довжою радіусом дії використовує більшу потужність запуску, чутливіші приймачі та вікно 1550 нм, а після приблизно 40 км ви починаєте проектувати навколо хроматичної дисперсії. Практична деталь, яка привертає увагу: на короткому з’єднанні модуль класу ZR- може фактично перевантажити приймач, тому вам може знадобитися вбудований атенюатор, щоб повернути отриману потужність у діапазон. Щоб ознайомитися з оптичною стороною посилання, перегляньте наш асортиментмодулі оптичних приймачів, а для самого волокна нашодномодове-волокнооцінки.

Далеко-відстань оптоволокна з підсилювачами (EDFA та DWDM)

Щойно зв’язок переростає те, що трансивер може проштовхнути на власному - подумайте про-міські,-проміжні-або транс-океанські маршрути -, ми перестаємо покладатися на оптику та починаємо проектувати лінію. Оптоволоконні підсилювачі, леговані-ербієм (EDFA), підсилюють світло напряму, не перетворюючи його назад на електричний сигнал. У типових наземних конструкціях сайти підсилювачів розташовані приблизно кожні 80-120 км, але цей відстань є результатом конструкції, а не фіксованим стандартом: він залежить від втрат діапазону, затухання у волокні, OSNR, формату модуляції та прямої корекції помилок.

Шарщільне мультиплексування по довжині хвилі (DWDM)зверху, а одна пара волокон переносить десятки незалежних каналів довжини хвилі, кожен із яких має власну-швидкісну смугу, через сотні й тисячі кілометрів. Ця комбінація оптоволокна з низькими-втратами, підсилення та DWDM — це те, що робить можливими сучасні магістралі дальньої-і над-над-магістралі.

Відстань підводного оптоволоконного кабелю

Підводні кабелі є крайнім кінцем оптоволоконної відстані. Повторювані підводні системи працюють на тисячі кілометрів, при цьому найдовша охоплює понад 10 000 км, використовуючи занурені оптичні повторювачі, які живляться через сам кабель. Відповідно доТелегеографія, ці системи передають понад 99% міжконтинентального трафіку даних через глобальну мережу з понад мільйона кілометрів кабелю. Якщо ви працюєте на цьому кінці спектра, нашпідводний волоконно-оптичний кабельрозроблений саме для таких умов.

Відстань між волокном і мідним кабелем

Мідний Ethernet, такий як Cat6 або Cat6A, досягає максимуму на 100 м. Ця єдина цифра є причиною того, чому оптоволокно виграє будь-яку відстань у часі: навіть звичайний багатомодовий є в кілька разів ширшим, а одномодовий-модовий — у тисячі разів ширшим. Окрім необробленого доступу, оптоволокно усуває ланцюжок проміжних комутаторів і повторювачів, які б інакше знадобилися міді, що зазвичай означає простішу, стабільнішу мережу з меншими-обслуговуваннями.

Як розрахувати відстань волоконно-оптичної лінії (бюджет оптичної потужності)

На практиці ви не вгадаєте відстань -, на яку витрачаєте бюджет оптичної потужності. Посилання працює, коли доступний оптичний бюджет перевищує або дорівнює загальним втратам на шляху:

Доступний оптичний бюджет Більше або дорівнює втратам волокна + втратам з’єднувача + втратам на з’єднанні + запасу міцності

Ось простий робочий приклад для 8-кілометрового одномодового-з’єднання кампуса з використанням оптики 10GBASE-LR:

• Оптичний бюджет (оптика LR): близько 6 дБ корисного бюджету.
• Втрати волокна: 8 км × 0,35 дБ/км ≈ 2,8 дБ.
• Роз’єми: 2 сполучених пари × 0,5 дБ=1.0 дБ.
• Зрощення: 2 × 0,1 дБ=0.2 дБ.
• Рекомендований запас: близько 1,0 дБ.
• Усього необхідно: близько 5,0 дБ, що входить у бюджет 6 дБ, тому зв’язок проходить із запасом.

Якщо загальна сума перевищить ваш бюджет, у вас є чіткі варіанти: оновити оптику з-вищою потужністю, переключитися на довжину хвилі з меншими-втратами, усунути пасивні втрати або додати підсилювач.

Як подовжити волоконно-оптичний кабель

Щоб просунути наявне посилання далі, ось кроки приблизно в тому порядку, в якому я б їх виконував:

• Очистіть і огляньте торці.Брудні роз’єми є найпоширенішою втратою, якої можна уникнути; лише очищення може відновити від 1 до 3 дБ, що може означати кілька додаткових кілометрів.
• Перейдіть на-трансивер із більшим радіусом дії,наприклад, від LR до ER до ZR, для більшої потужності запуску та чутливості приймача.
• Зсув довжини хвилівід 1310 нм до нижнього-вікна втрат 1550 нм на стандартному волокні.
• Зменшити пасивні втратиза рахунок використання меншої кількості з’єднувачів, кращих з’єднань і правильного радіуса вигину.
• Додайте EDFA або перейдіть до DWDMдля проміжків понад те, що може досягти будь-яка окрема оптика.
• Використовуйте інший сорт волокна,такі як ультра-низькі-втрати G.654.E, для дуже великих прольотів.

• 

Поширені польові помилки, які скорочують ваш біг

Перш ніж запустити будь-яке посилання, я перевіряю речі, які тихо виснажують бюджет відстані:

• Погане з’єднання та великі втрати на з’єднанні- кілька невдалих з’єднань можуть коштувати більше, ніж кілометр волокна.
• Забруднені або подряпані торці- зазвичай невидимі для ока, але помітні під час перевірки.
• Щільні згини менше мінімального радіусу згину- особливо дорого на 1550 нм.
• Неправильний-сорт волокна- запуск 10G через OM1 або OM2, коли зв’язку дійсно потрібен OM3, OM4 або одно-режим.
• Пропуск перевірки- кожне з’єднання має бути підтверджено трасуванням рефлектометра та тестом на-втрату вставки, перш ніж воно запрацює.

Цей останній пункт має найбільше значення. Перевірка зтестування оптоволоконного кабелювикористання рефлектометра та вимірювача потужності є єдиним способом підтвердити ваш реальний запас відстані замість того, щоб довіряти специфікації.

Ключові висновки

Відстань оптоволокна насправді не обмежується склом -, а обмежується конструкцією вашої системи та вашим оптичним бюджетом. Багатомодовий охоплює будівлю, один-режим охоплює кампус і місто, посилений DWDM охоплює країну, а повторювані підводні системи охоплюють планету. Виберіть волокно та оптику, щоб відповідати пробігу, врахуйте бюджет потужності та перевірте з’єднання, перш ніж вводити його в експлуатацію, і оптоволокно досягне будь-якого місця, куди потрібно йти вашій мережі.