Знання

Одно-модове та багатомодове волокно є двома основними-оптичними волоконними засобами передачі даних, які використовуються в Ethernet, центрах обробки даних, мережах доступу, магістралях кампусів, промислових комунікаційних системах і багатьох інших системах. Різниця полягає не лише в тому, що один «для на відкритому повітрі», а інший — «для приміщення». Правильний вибір залежить від необхідної швидкості передачі даних, відстані зв’язку, типу трансивера, встановленого волокна, бюджету оптичних втрат і майбутнього плану оновлення.

Для коротких з’єднань багатомодове волокно може стати практичним і-рентабельним рішенням у поєднанні з-оптикою малого радіусу дії. Для довших з’єднань або мереж, які потребують більшого охоплення та гнучкості оновлення, одно-модове волокно зазвичай є кращим вибором. Однак жоден тип волокна не має однієї універсальної максимальної відстані. Підтримуване охоплення визначається всім оптичним каналом, а не кабелем.

Що таке багатомодове волокно?

Багатомодове волокномає відносно велике ядро, яке підтримує кілька режимів розповсюдження. Оскільки не всі ці режими надходять до приймача в один і той же час, модальна дисперсія обмежує пропускну здатність із збільшенням відстані передачі.

До загальних категорій багатомодового волокна з градуйованим -індексом належать OM1, OM2, OM3, OM4 і OM5. OM1 зазвичай асоціюється з геометрією 62,5/125 мкм, тоді як від OM2 до OM5 використовується геометрія 50/125 мкм. OM3 та OM4 — це оптимізоване-лазерне волокно, яке широко використовується в оптиці Ethernet із коротким радіусом дії-850 нм, а OM5 — це широкосмуговий багатомодовий клас 50 мкм, призначений для систем, які використовують декілька коротких хвиль.

Багатомодове волокно зазвичай вибирається для коротких з’єднань-обладнання, будівлі та-центру обробки даних, де встановлена ​​відстань знаходиться в межах досяжності вибраних оптичних модулів. Його більша серцевина також робить підключення світла до волокна менш вимогливим, ніж з одно-системами, хоча чистота роз’єму, полярність, втрати та сумісність трансивера все ще мають значення.

Що таке одномодове-волокно?

Одномодове-волокномає значно меншу серцевину та розроблено для підтримки основного режиму розповсюдження за передбачених робочих умов. У вступному матеріалі часто описується, що воно має серцевину приблизно 9 мкм, але технічні характеристики одномодового-волокна також значною мірою залежать від діаметра поля моди, який змінюється залежно від конструкції волокна та довжини хвилі.

Оскільки одномодове-волокно уникає модальної дисперсії, яка обмежує багатомодові зв’язки, воно підходить для значно більших відстаней передачі. Загальні робочі довжини хвиль включають 1310 нм і 1550 нм, залежно від мережі та оптичного інтерфейсу.

ITU-T G.652 – це базове еталонне сімейство для стандартного одномодового-оптичного волокна та кабелю. ПоточнийРекомендація ITU-T G.652визначає геометричні, механічні та трансмісійні характеристики цього класу волокна.Волокно G.652.Dшироко використовується в інфраструктурі доступу, метро, ​​магістралі та загальної телекомунікаційної інфраструктури.

Для мереж доступу та інсталяцій, де очікуються більш жорсткі вигини, волокно G.657 забезпечує покращену ефективність-втрат на вигин порівняно з G.652. ПоточнийРекомендація ITU-T G.657охоплює-втрати-нечутливе до вигину одномодове-волокно, у тому числі волокна категорії A, які розроблені для сумісності зі звичайними програмами G.652. У щільних точках завершення, розподільних коробках і внутрішніх маршрутах доступу такі варіанти, якG.657.A2 нечутливе до вигину волокноможе бути корисним, коли вказані вимоги до вигину виправдовують це.

Одномодове проти багатомодового волокна: ключові відмінності

Наскільки далеко може передаватися одномодове-і багатомодове оптоволокно?

Немає технічно правильної відповіді, як-от «багатомодовий працює на відстані до 550 метрів» або «одномодовий-режим працює на відстані 100 кілометрів». Тип волокна є лише частиною зв’язку. Фактична підтримувана відстань залежить від Ethernet або транспортного стандарту, потужності запуску трансивера, чутливості приймача, довжини хвилі, затухання волокна, модальної або хроматичної дисперсії, втрати з’єднувача, втрати на з’єднанні та будь-якого конструктивного запасу.

Наступні значення є корисними прикладами, а не універсальними обмеженнями для кабелів:

CiscoСпецифікації Gigabit Ethernet SFPіСпецифікації 10GBASE SFP+проілюструйте, чому в таблицях вибору-волокна завжди слід вказувати як оптичний інтерфейс, так і клас волокна.

Для реального проекту використовуйте специфікацію трансивера виробника обладнання як регулююче значення охоплення та перевірте повну втрату каналу. Фізично достатньо довгий кабель не є автоматично оптичним з’єднанням, яке відповідає необхідному бюджету потужності та дисперсії.

Чи є одномодове-волокно швидшим за багатомодове?

Саме волокно не слід описувати як таке, що має одну фіксовану «швидкість». Як одномодовий-режим, так і багатомодовий кабель можуть передавати високі швидкості передачі даних, якщо підібрати правильну оптику та стандарти. Практична відмінність полягає в тому, що багатомодова смуга пропускання сильніше обмежена модальною дисперсією на відстані, тоді як одномодове-волокно забезпечує середовище передачі, яке краще підходить для оптичних систем із великою-пропускною здатністю.

Для з’єднання 10 GbE всередині однієї апаратної кімнати цілком підійде OM3 або OM4. Для багато-кілометрової магістралі кампусу 10 GbE більш релевантною архітектурою є 10GBASE-LR через одномодове-волокно. Швидкість передачі даних однакова; оптична система та підтримуваний радіус дії різні.

Що дешевше: одномодовий-чи багатомодовий?

Багатомодовість традиційно була привабливою для мереж малого-досяжності, оскільки сумісна оптика малого-досяжності може бути економічною. Однак ризиковано вибирати оптоволокно, припускаючи, що «багатомодове дешевше». Ціни на модулі змінюються з часом, різні платформи комутаторів підтримують різну оптику, а встановлені кабелі можуть працювати набагато довше, ніж трансивери.

Краще порівняти загальну встановлену вартість:

• вартість оптоволоконного кабелю та закінчення;
• вартість трансивера на обох кінцях;
• патч-корди, адаптери та панелі;
• випробування та сертифікація;
• кількість проміжних комутаторів або точок-перетворення носіїв;
• майбутній перехід на більш високу швидкість передачі даних;
• вартість заміни встановленої магістралі пізніше.

Для фіксованого короткого внутрішнього зв’язку багаторежимний зв’язок все ще може бути прийнятним вибором. Для магістральної інфраструктури, яка, як очікується, обслуговуватиме кілька поколінь обладнання, єдиний-режим може зменшити ризик майбутнього обмеження охоплення, навіть якщо оригінальні оптичні модулі не є-найдешевшим варіантом.

Правильні сценарії застосування

1. Центри обробки даних та апаратні

Багатомодовий OM3 або OM4 зазвичай підходить для-з’єднань серверів, комутаторів і-панелей з коротким радіусом дії, якщо вказаний інтерфейс Ethernet підтримує необхідну відстань. OM5 може бути розглянуто там, де вибрана оптична архітектура виграє від широкосмугової багаторежимної роботи.

Один-режим доречний, коли центр обробки даних потребує довшого внутрішнього охоплення, підключення до кампусу, з’єднання-центру обробки даних або стратегії оновлення, побудованої на основі однорежимної-оптики. Для архітектур з вищою-щільністю тип волокна також потрібно узгоджувати з форматом роз’єму, кількістю смуг, полярністю та вибранимвисокошвидкісний оптичний трансивер-. Для більш широкого уявлення про топологію та рішення щодо кабелів перегляньте веб-сайткерівництво-оптичним-центром даних.

2. Офісні будівлі та корпоративні мережі

Для коротких зв’язків побудови багатомодовість може бути практичною, особливо там, де існуюча інфраструктура OM3 або OM4 вже відповідає необхідній оптиці. Для магістральних з’єднань між будівлями--будівлями або кампусом єдиний-режим часто пропонує більше охоплення та чистіший довгостроковий-шлях оновлення.

Конструкція кабелю має відповідати умовам встановлення. Вогнестійкість, вимоги до стояка або нагнітання, міцність на розтягування, ефективність вигину та вимоги до переходу в приміщенні/зовні не стосуються питання одно-режиму проти багатомодового. Анвнутрішній оптичний кабельможе містити оптоволокно будь-якого типу залежно від конструкції продукту та вимог до мережі.

3. FTTx і широкосмуговий доступ

Одномодове-оптоволокно є стандартним вибором для доступу FTTx, оскільки розподільчі та розподільні мережі мають охоплювати значно більші відстані, ніж звичайні-комнатні локальні мережі, і можуть потребувати пасивного оптичного розділення. G.652.D поширений у загальній одномодовій-інфраструктурі, тоді як волокна G.657 особливо корисні там, де кабелі доступу відчувають щільнішу маршрутизацію та згинання поблизу приміщень клієнтів або точок розподілу.

4. Міські, магістральні та-міські зв’язки

Одномодове-волокно є звичайним вибором для метро, ​​магістралі, між-університетського містечка та-далекі-відстані. Однак сказати, що єдиний-режим «автоматично підтримує сотні кілометрів» є неповним. На цих відстанях проект системи повинен враховувати вибрану довжину хвилі, бюджет оптичної потужності, хроматичну дисперсію, архітектуру підсилювача, де це можливо, втрати на з’єднанні та з’єднувачі, а також точний трансивер або транспортну платформу.

5. Відеоспостереження та промисловий моніторинг

Для коротких каналів агрегації-камер безпеки всередині будівлі чи місцевого приміщення багаторежимний режим може добре працювати, якщо оптика Ethernet і відстань сумісні. Для розподілених камер на великому промисловому майданчику, шосе, комунальному коридорі чи муніципальній мережі один-режим зазвичай стає практичнішим через довшу зону дії між активними вузлами.

Вибір повинен базуватися на топології мережі та оптичному інтерфейсі, а не на слові "CCTV". 100-метрова камера висхідного каналу та 10-кілометрова магістраль моніторингу є різними проблемами передачі, навіть якщо обидва несуть відео.

6. Зовнішні та інженерні комунікації

Зовнішнє встановлення не потребує автоматичного-одномодового волокна. «Зовні» описує екологічні та механічні вимоги, такі як вплив ультрафіолетового випромінювання, захист від вологи, навантаження на розтяг, стійкість до руйнування, проміжок повітря, встановлення повітроводів або пряме закопування. Як одномодові, так і багатомодові волокна можна використовувати в зовнішніх кабельних конструкціях.

Довгі зовнішні магістральні та інженерні зв’язки, тим не менш, мають тенденцію віддавати перевагу одно-режиму, оскільки вимоги до відстані зазвичай більші. Конструкцію кабелю слід вибрати окремо для маршруту, наприклад, канал, підземний абоповітряно-волоконний{0}}оптичний кабель.

Чи можна в проекті використовувати одномодове-і багатомодове волокно?

Так, але межа повинна бути оформлена правильно. Кампус може використовувати одномодове-волокно для довгої зовнішньої магістралі та багатомодове волокно для коротких внутрішніх з’єднань. Важливим моментом є те, що два середовища зазвичай повинні зустрічатися на активному мережевому обладнанні, яке забезпечує правильний оптичний інтерфейс для кожного сегмента.

Не розглядайте одномодові- та багатомодові волокна як взаємозамінні нитки, які можна просто з’єднати, щоб створити одне прозоре з’єднання. Характеристики їх режиму та відповідні трансивери різні. Безпосереднє їх змішування може призвести до серйозних втрат сполучення або нестабільної продуктивності. Якщо в проекті використовуються обидва середовища, задокументуйте точку перетворення, тип трансивера, інтерфейс роз’єму та бюджет втрат для кожного сегмента.

Як вибрати між одномодовим-- і багатомодовим волокном

1. Визначте швидкість передачі даних і протокол.Почніть із фактичного інтерфейсу: 1 GbE, 10 GbE, 25 GbE, 40 GbE, 100 GbE, PON, Fibre Channel або інша транспортна система.
2. Виміряйте реальну довжину каналу.Включіть маршрути латання та розумний запас для встановлення, а не використовуйте-відстань по прямій лінії.
3. Виберіть оптичний трансивер.Перевірте підтримуваний виробником тип оптоволокна, довжину хвилі, роз’єм і максимальну охопленість каналу.
4. Підтвердьте встановлений або запропонований сорт волокна.Для багаторежимних визначте OM1, OM2, OM3, OM4 або OM5, а не лише "MMF". Для одно-режиму перевірте застосовну специфікацію волокна та конструкцію кабелю.
5. Розрахувати бюджет оптичних втрат.Включіть затухання волокон, з’єднувачі, з’єднання, пасивні компоненти та розрахунковий запас.
6. Окремо перевірте середовище встановлення.Вогнестійкість у приміщенні, водонепроникність на відкритому повітрі, повітряне навантаження на розтяг, розміри повітроводу, радіус вигину та механічний захист є вимогами до-конструкції кабелю, а не правилами-режиму передачі.
7. Розглянемо шлях оновлення.Якщо кабель залишатиметься встановленим через кілька поколінь активного обладнання, порівняйте майбутню оптику та дійдіть перед оптимізацією лише для сьогоднішньої ціни модуля.

Практичний приклад вибору

Розглянемо ділянку з 2,5-кілометровим сполученням між двома будівлями та декількома короткими з’єднаннями довжиною менше 100 м у кожній кімнаті обладнання. Розумна архітектура може використовувати одномодове-волокно та-оптику великого радіусу дії для 2,5-кілометрової магістралі, тоді як існуючі кабелі OM3 або OM4 можуть продовжувати обслуговувати сумісні-лінії короткого радіусу дії всередині будівель.

Це не рекомендація з’єднувати один-режим безпосередньо з багатомодовим. Кожен сегмент волокна повинен закінчуватися обладнанням або точкою перетворення, яка використовує оптику, призначену для цього сегмента. Приклад просто показує, чому змішаний кампус може використовувати обидва типи волокон, не розглядаючи їх як одне безперервне оптичне середовище.

FAQ

Чи можна з’єднати одномодове-і багатомодове оптоволокно напряму?

Зазвичай їх не слід з’єднувати так, ніби вони є взаємозамінними частинами одного оптичного каналу. Одно-модові та багатомодові системи використовують різні характеристики розповсюдження та зазвичай різні оптичні приймачі. Якщо потрібні обидва носії, використовуйте активне обладнання, конвертацію медіа або спеціально задокументований дизайн інтерфейсу.

Чи завжди одномодове-волокно краще, ніж багатомодове?

Ні. Один-режим забезпечує набагато більше охоплення та сильну довгострокову-гнучкість, але багаторежимний залишається практичним вибором для багатьох коротких-посилань. Кращим варіантом є той, який відповідає необхідному інтерфейсу, відстані, бюджету та плану оновлення з найменшим загальним ризиком проекту.

Чи може багатомодове волокно пробігти 1 км?

Іноді з певною низькою -швидкістю або спеціально підтримуваними оптичними комбінаціями, але 1 км не є загальним правилом багаторежимного проектування. Наприклад, Cisco документує роботу 1000BASE-SX через оптимізоване для лазера-багатомодове волокно 50 мкм на відстанях, більших за загальноприйняті 550 м. Завжди перевіряйте точну комбінацію трансивера та волокна.

Чи OM4 кращий за OM3?

OM4 забезпечує вищу задану модальну пропускну здатність, ніж OM3, і може підтримувати довший діапазон для деяких короткохвильових оптичних інтерфейсів. Це не означає, що кожен проект повинен використовувати OM4; якщо канал OM3 вже відповідає специфікації відстані вибраного інтерфейсу та плану оновлення, він може залишатися достатнім.

Яка різниця між волокном G.652.D і G.657?

Обидва є сімействами одномодового-волокна. G.652 визначає звичайні одномодові-характеристики волокна, тоді як G.657 розроблено для покращених-втрат на вигин. Волокна G.657 категорії A призначені для підтримки сумісності з додатками типу G.652-, водночас забезпечуючи більшу ефективність вигину для середовищ доступу та щільної маршрутизації.

Яке волокно слід використовувати для центру обробки даних?

Для коротких внутрішніх з’єднань багатомодовий OM3 або OM4 є звичайним, якщо він відповідає вибраній оптиці короткого-досяжності. Один-режим часто надається перевагу для довших-з’єднань центрів обробки даних, з’єднань між кампусами, з’єднань-центрів обробки даних або архітектур, які надають пріоритет довгостроковій-гнучкості охоплення. Дорожню карту трансивера слід переглянути перед завершенням прокладки кабелю.

Яке волокно краще для зовнішньої відеоспостереження?

Для довгих зовнішніх магістралей відеоспостереження один-режим зазвичай є більш практичним середовищем передачі через радіус дії. Для коротких локальних зовнішніх з’єднань багаторежимний також може працювати, якщо оптичний інтерфейс підтримує відстань. Окремо сам кабель повинен мати зовнішню конструкцію, яка відповідає трасі та впливу навколишнього середовища.

Правило остаточного вибору

Не вибирайте оптоволокно за одним ярликом, наприклад «в приміщенні означає багатомодовий» або «зовнішній означає одномодовий-режим». Спочатку визначте швидкість передачі даних і оптику, а потім перевірте відстань, клас волокна, бюджет втрат, середовище встановлення та вимоги до майбутнього оновлення. У більшості-приміщень-обладнання-і-центрів обробки даних багаторежимний варіант залишається дійсним. Для FTTx, магістралей університетських містечок, мереж метрополітену та довшої промислової або зовнішньої передачі зазвичай переважною основою є один-режим.