Jediný režim vs multimódové vlákno: základné rozdiely, vzdialenosť a ako si vybrať

Sieťový inžinier plánujúci 600-metrovú chrbticovú dráhu kampusu čelí známemu rozvetveniu: single mode alebo multimode vlákno? Odpoveď nie je o tom, ktorá technológia je z abstraktného hľadiska lepšia. Ide o prispôsobenie kábla dĺžke linky, cieľovej šírke pásma a rozpočtu, ktorý môžete obhájiť pred finančným tímom. Krátka verzia: vyberte si jeden režim pre dlhé jazdy vonku a pre prepojenia, ktoré musia prežiť niekoľko cyklov aktualizácie; vyberte si multimód pre krátke, predvídateľné vnútorné prepojenia, kde dnešná optika prináša najnižšie náklady na port.

Obe rodiny vlákien vyrábame v našom zariadení v Nantongu a chyby pri výbere, ktoré vidíme od kupujúcich, zvyčajne pochádzajú z porovnávania iba ceny za meter, pričom ignorujeme náklady na transceiver, limity vzdialenosti a cestu upgradu. Táto príručka vás prevedie fyzickými rozdielmi, číslami v reálnom svete a nákupnými rozhodnutiami, ktoré nasledujú.

Čo vlastne oddeľuje jednorežimové a viacrežimové vlákno

Oba typy vlákien zdieľajú rovnaký priemer plášťa 125 mikrónov, takže zvonku vyzerajú takmer identicky. Významným rozdielom je jadro, sklenená dráha, kde sa šíri svetlo. Jednovidové vlákno má jadro približne 8 až 10 mikrónov, typicky 9 mikrónov pre G.652D, čo je dostatočne úzke, aby umožňovalo iba jednu svetelnú dráhu. Multimódové vlákno má jadro s hrúbkou 50 mikrónov (OM2 až OM5) alebo 62,5 mikrónov (OM1), čo umožňuje stovkám režimov odrážať sa pozdĺž jadra v mierne odlišných uhloch.

Tieto extra režimy vytvárajú modálny rozptyl. Keď veľa svetelných lúčov prechádza rôznymi dráhami, niektoré dorazia do prijímača skôr ako iné a pulz sa rozširuje. Za určitou vzdialenosťou sa rozšírené impulzy prekrývajú natoľko, že prijímač už nedokáže rozlíšiť 1 od 0. To je dôvod, prečo má multimódové vlákno pevný strop vzdialenosti a tento strop je daný fyzikou, nie kvalitou kábla.

Výber svetelného zdroja má rovnakú logiku. Systémy s jedným režimom používajú laserové vysielače pri 1310 nm alebo 1550 nm, ktoré vstrekujú koherentný úzky lúč. Multimódové systémy používajú lasery vyžarujúce povrch s vertikálnou dutinou (VCSEL) alebo LED pri 850 nm alebo 1300 nm, ktoré sú lacné, ale produkujú širší, menej koherentný lúč. Praktický dôsledok je priamy: jeden režim dosahuje desiatky kilometrov pri vysokých bitových rýchlostiach, zatiaľ čo multimód sa meria v stovkách metrov.

Jediný režim vs multirežim v skratke

Jednorežimové vlákno: Postavené pre vzdialenosť a rast

Jednorežimové vlákno je predvolenou voľbou pre každé prepojenie, ktoré prechádza cez kampus, mesto alebo región. Jeho útlm je zhruba 0,4 dB na kilometer pri 1310 nm a 0,2 – 0,3 dB na kilometer pri 1550 nm, čo znamená, že dobre pospájané spojenie môže prejsť 10, 20 alebo dokonca 40 kilometrov bez regenerácie. Špecifikácia ITU-T G.652D pokrýva dnes najrozšírenejšie jednovidové vlákno a je to vlákno používané vo väčšine vonkajších káblov s voľnými rúrkami, OPGW a ADSS inštalácií.

V rámci jedného režimu budete počuť dve označenia. OS1 je vnútorná varianta s úzkou vyrovnávacou pamäťou s konzervatívnejšími limitmi dosahu, zatiaľ čo OS2 je vonkajšia varianta s voľnou trubicou, ktorá podporuje prenos v plnom spektre a dlhšie rozpätia. Pre vonkajšiu chrbticovú prácu je štandardom OS2 v gélom naplnenom, vodou blokovanom kábli. Pre stúpačky a miestnosti s vybavením je praktickejší OS1 v nehorľavom obale.

Argument upgradu je tu silný. Keď je jednorežimové spojenie postavené s vláknom G.652D, budúca zmena z 10G na 100G alebo 400G zvyčajne vyžaduje iba výmenu optiky na každom konci, nie ťahanie nového kábla. To je dôvod, prečo energetické spoločnosti a telekomunikační operátori pokračujú v inštalácii jedného režimu pre nové diaľkové a stredné trasy. Ak chcete pochopiť, odkiaľ pochádzajú limity dosahu, pozrite si našu príručku ako ďaleko môže viesť optický kábel .

Jednomódové optické vlákno ITU-G.652D pre diaľkové spoje Toto vlákno spĺňa štandard G.652D a podporuje budúce upgrady z 10G na 400G iba výmenou optiky. Jeho nízky útlm pri 1310 a 1550 nm ho robí ideálnym pre sieťové a telekomunikačné trasy. Zobraziť produkt →

Multimode Fiber: Optimalizované pre krátke, rýchle prepojenia

Multimódové vlákno zostáva ťahúňom dátových centier a podnikových sietí LAN, a to z dobrého dôvodu: je lacnejšie na meter a jeho optika je historicky lacnejšia, pretože výroba VCSEL je menej komplexná ako jednorežimové lasery. V rámci rodiny OM sa rozdiely týkajú šírky pásma a dosahu.

• OM1: 62,5-mikrónové jadro, určené pre LED vysielače, podporuje 1G do cca 300 m; 10G je praktické len do 33 m.
• OM2: 50-mikrónové jadro, vylepšená šírka pásma, 10G na približne 82 m.
• OM3: 50-mikrónové jadro optimalizované pre laser, 10G do približne 300 m, 40G/100G do približne 100 m.
• OM4: 50-mikrónové vlákno optimalizované pre laser, 10G až približne 550 m, 40G/100G až približne 150 m.
• OM5: 50-mikrónové širokopásmové vlákno, podporuje multiplexovanie s krátkovlnnou vlnovou dĺžkou, navrhnuté na rozšírenie dosahu 100G.

Vzorec je jasný: každý krok po rebríčku OM získava väčšiu šírku pásma, ale dosah pri vysokých rýchlostiach zostáva v rozsahu 100 – 500 metrov. Vďaka tomu je multimode ideálny pre prepojenia rack-to-rack, siete úložných priestorov a budovanie chrbticových sietí, kde sú vzdialenosti krátke a predvídateľné. Je to tiež ekonomickejšia voľba, keď celá sieť žije v jednej budove.

Ako si vybrať: Vzdialenosť, rozpočet a zabezpečenie do budúcnosti

Začnite s dĺžkou prepojenia v najhoršom prípade vo svojom sieťovom pláne, nie s priemerom. Ak akékoľvek trvalé spojenie presahuje 300 metrov, bezpečnejším hovorom je jednoduchý režim. Ak je každé prepojenie vo vnútri budovy alebo dátového centra, menej ako 150 metrov a je nepravdepodobné, že by sa pohlo, multimódový OM3 alebo OM4 prinesie najnižšie celkové náklady.

Porovnanie rozpočtu nie je len cena kábla. 10G multimódový transceiver stále stojí menej ako 10G jednorežimový transceiver pri rovnakej rýchlosti, aj keď rozdiel sa v posledných rokoch zmenšil. Pri 400G a viac dominuje optika s jedným režimom, pretože multimódový dosah pri týchto rýchlostiach klesá na desiatky metrov. Ak je váš plánovací horizont päť až desať rokov, jeden režim chráni investíciu do káblovky a zároveň vám dáva slobodu meniť rýchlosti neskôr.

Konštrukcia kábla je dôležitá rovnako ako trieda vlákien. Vonkajšie výbehy potrebujú voľnej trubice, vode blokované konštrukcie, ako sú GYTS alebo GYTA, ktoré tolerujú výkyvy vlhkosti a teploty. Vnútorné výbehy potrebujú tesné, ohňovzdorné plášte, ktoré spĺňajú stavebné predpisy a umožňujú úzke ohyby. Keď sieť pokrýva obe prostredia, konvenčnou odpoveďou je jednorežimová vonkajšia chrbtica ukončená do jednorežimových vnútorných pigtailov s prechodovým bodom na vstupe do budovy. Tento hybridný prístup udržuje ťažko nahraditeľný vonkajší segment odolný voči budúcnosti.

GYTS Vonkajší lankový kábel s voľnými rúrkami s blokovaním vody Tento kábel je navrhnutý pre vonkajšie prostredie a má oceľovo-polyetylénový spojený plášť, vodu blokujúce mazivo a štruktúru voľnej rúrky. Odoláva výkyvom vlhkosti a teploty, čím zaisťuje spoľahlivý dlhodobý výkon. Zobraziť produkt →

Pre podrobnejší rozpis toho, ako sa vzájomne ovplyvňujú výkon kábla, vzdialenosť a prostredie, naše kompletný sprievodca výberom prechádza cez kompromisy.

Praktické úvahy pri nákupe

Pred zadaním objednávky priraďte každý transceiver a prepojovací kábel triede vlákien, ktorú špecifikujete. 10G SR transceiver na OM4 funguje do približne 400 metrov, ale rovnaký transceiver na OM3 je obmedzený na 300 metrov. Jednorežimové systémy postavené na G.652D pracujú s optikou LR a ER bez ohľadu na to, či je kábel označený ako OS1 alebo OS2, pokiaľ je lesk konektora a kvalita spoja správna.

Vyžiadajte si údaje testu útlmu pre každý bubon. Renomovaný dodávateľ poskytuje na požiadanie údaje o útlme na kilometer a trasovanie OTDR. Skontrolujte, či kábel spĺňa príslušnú normu pre váš región a aplikáciu, a potvrďte, že materiál plášťa vyhovuje inštalačnému prostrediu: PE pre vonkajšie zakopanie alebo potrubie, LSZH pre vnútorné stúpačky a špeciálne plášte pre vzdušné priestory alebo oblasti náchylné na hlodavce.

V prípade vnútornej štruktúrovanej kabeláže sa tesné rozvodné káble ľahšie ukončujú a vedú cez stúpačky ako konštrukcie s voľnými rúrkami. Mnohé projekty dátových centier kombinujú multimódovú zónu OM4 alebo OM5 s jednorežimovou chrbticou, čo je legitímny návrh, pokiaľ k prechodu dôjde na patch paneli a dva typy vlákien nie sú nikdy priamo spojené.

Vnútorný kábel z optických vlákien s pevným nárazníkom pre vedenie stúpačiek Tento kábel s pevným nárazníkom ponúka jednotný priemer, dobrú odlupovateľnosť, spomaľovanie horenia a stabilný teplotný výkon. Zjednodušuje ukončenie vo vnútornej štruktúrovanej kabeláži a vyhovuje normám YD/T901-2009 a IEC60794-1. Zobraziť produkt →

Ani jeden typ vlákna nezvíťazí v každej situácii. Multimode je najúspornejšou odpoveďou na krátke a stabilné prepojenia v budovách a dátových centrách, najmä ak je rozpočet na optiku obmedzený a dĺžky prepojenia sú známe. Jediný režim je bezpečnejšou odpoveďou na čokoľvek, čo pretína areál, cestu alebo mesto, a pre akúkoľvek sieť, od ktorej očakávate upgrade nad 100G. Najprv zmapujte dĺžku spojenia v najhoršom prípade, nastavte cieľovú šírku pásma na nasledujúcich päť rokov a potom vyberte triedu vlákien, ktorá pokrýva oboje. Táto sekvencia vás ušetrí od nákladného prepájania kábla uprostred projektu.