Liczba potrzebnych rdzeni światłowodowych zależy od trzech rzeczy: rodzaju optyki, z której korzysta Twój sprzęt, liczby aktywnych łączy, które musisz obsłużyć oraz ilości miejsca potrzebnego na przyszły rozwój. Standardowe dupleksowe łącze Ethernet wykorzystuje dwa włókna: - jeden do transmisji, drugi do odbioru. Ale nie każde łącze jest dupleksowe. Niektóre dwukierunkowe transceivery działają w oparciu o pojedynczą żyłę i równoległe-interfejsy optyczne, takie jakModuły oparte na MPO/MTP-może wymagać ośmiu, dwunastu lub więcej włókien na połączenie. Zatem właściwym punktem wyjścia jest zawsze transceiver i złącze, a nie kabel.
W tym przewodniku omówiono powtarzalną metodę obliczania liczby faktycznie potrzebnych włókien - niezależnie od tego, czy okablowanie jest w małym biurze, w sieci szkieletowej budynku czy w centrum danych.
Co oznacza liczba rdzeni światłowodowych?
Liczba rdzeni światłowodu to całkowita liczba pojedynczych włókien optycznych spiętych w pojedynczym płaszczu kabla. Kabel 2-żyłowy zawiera dwa włókna. W 12-żyłowym kablu mieści się dwanaście. W 48-żyłowym kablu mieści się czterdzieści osiem. Liczba informuje, ile niezależnych ścieżek optycznych zapewnia kabel.
To nie to samo, co rozmiar rdzenia włókna. Rozmiar rdzenia - mierzony w mikrometrach - odnosi się do średnicy środka-przenoszącego światło każdego włókna.Światłowód jednomodowyma mniejszy rdzeń (około 9 µm), natomiastświatłowód wielomodowywykorzystuje większy rdzeń (50 µm lub 62,5 µm). Wybór pomiędzy trybem jednomodowym a wielomodowym jest decyzją odrębną od wyboru liczby włókien w kablu.
Simplex, Duplex i Multifiber: dlaczego to ma znaczenie
Zanim cokolwiek policzysz, musisz wiedzieć, jakiego rodzaju łącze budujesz:
- Linki dwustronneużyj dwóch włókien - jednego do transmisji (Tx) i jednego do odbioru (Rx). Jest to standardowa konfiguracja dla większości połączeń Ethernet 1G i 10GZłącza LCLubZłącza SC.
- Łącza simpleksowe lub dwukierunkowe (BiDi).przenosić zarówno ruch nadawczy, jak i odbiorczy za pomocą jednego światłowodumultipleksowanie z podziałem długości fali-w transiwerze BiDi. Zmniejsza to liczbę żył o połowę, ale wymaga kompatybilnej optyki na obu końcach.
- Równoległe-łącza optyczneużywać wielu włókien jednocześnie. Na przykład standard IEEE 802.3ba definiuje 40GBASE-SR4, który transmituje przez cztery włókna i odbiera przez cztery włókna - łącznie osiem aktywnych włókien - przezZłącze MPO/MTP. Standard 100GBASE-SR4 (zdefiniowany wIEEE 802.3bm-2015) również wykorzystuje osiem aktywnych włókien poprzez interfejs MPO-12.
Jeśli założymy, że każde łącze wymaga dokładnie dwóch włókien światłowodowych, liczba będzie zaniżona w przypadku-równoległych środowisk optycznych i przekroczona w przypadku wdrożeń BiDi. Zawsze najpierw sprawdź arkusz danych transceivera.
Jak określić liczbę włókien: krok po kroku
Krok 1: Zidentyfikuj transceiver i typ złącza
Sprawdź dokumentację sprzętu dla każdego portu, który planujesz podłączyć. SFP 1G z interfejsem dupleksowym LC wymaga dwóch włókien na łącze. QSFP+ 40G z optyką SR4 wymaga ośmiu włókien na łącze poprzez złącze MPO. BiDi SFP potrzebuje tylko jednego. Przed przejściem do następnego kroku udokumentuj każdy typ łącza.
Krok 2: Zlicz aktywne łącza światłowodowe
Wypisz wszystkie połączenia-punkt-punkt-w swoim projekcie -, a nie tylko liczbę urządzeń. Przełącznik z 24 portami nie wymaga automatycznie 48 włókien. Niektóre porty mogą być miedziane, inne mogą być nieużywane, a łącza wysyłające często mają inną optykę niż porty dostępowe. Indywidualnie policz faktycznie planowane połączenia i ich zapotrzebowanie na włókna.
Na przykład: dziesięć dupleksowych łączy LC (20 włókien) plus dwa łącza nadrzędne 40G SR4 (16 włókien) daje w sumie 36 aktywnych włókien -, co można pominąć, jeśli policzymy tylko dwanaście urządzeń i pomnożymy przez dwa.
Krok 3: Dodaj zapasowe włókna
Budowa fabryki kabli przy zerowych wolnych mocach produkcyjnych jest ryzykowna. Włókna mogą zostać uszkodzone podczas instalacji lub przyszłej konserwacji. TheStowarzyszenie Światłowodowe (FOA)zaleca uwzględnienie dodatkowych włókien przy określaniu specyfikacji kabla, aby uwzględnić uszkodzenia instalacji i przyszłe dodatki. Wytyczne dotyczące projektowania sieci FOA wyraźnie stwierdzają, że zakup kabla z kilkoma dodatkowymi włóknami pozwala na uszkodzenie w miejscach połączeń lub zakończeń bez powodowania większych przeróbek.
Powszechnym praktycznym celem jest utrzymanie początkowego wykorzystania na poziomie 70–80% całkowitej liczby żył kabla lub poniżej, pozostawiając 20–30% na rozbudowę,-zmianę trasy lub naprawę.
Krok 4: Zaokrąglij w górę do standardowej liczby kabli
Kable światłowodowe są produkowane w standardowych liczbach żył -, zwykle 2, 4, 6, 8, 12, 24, 48, 72, 96 i 144. Kable z luźną tubą są zwykle budowane w oparciu o 12-włóknowe grupy rur, a kable taśmowe są zwykle zorganizowane w 12-włóknowe taśmy. Łączność MPO/MTP została zaprojektowana w oparciu o interfejsy 8- i 12-włóknowe, dzięki czemu wielokrotności 12 są szczególnie praktyczne w przypadku okablowania strukturalnego.
Gdy już znasz liczbę aktywnych włókien i części zapasowych, zaokrąglij w górę do następnej standardowej liczby, którą może obsłużyć Twój sprzęt końcowy i panele dystrybucyjne. Wybór niestandardowej-liczby często prowadzi do opóźnień w pozyskiwaniu zasobów i komplikacji związanych z zakończeniem.
Krok 5: Uwzględnij ograniczenia szlaków i przyszłą migrację
Liczba kabli, która jest technicznie wystarczająca, może nadal być złym wyborem-w dłuższej perspektywie. Zastanów się, czy kanał lub ścieżka zostaną ponownie otwarte -, jeśli prace instalacyjne są już zaplanowane, a na ścieżce jest miejsce. Zwiększenie liczby przewodów do kolejnej standardowej liczby jest często-opłacalne bardziej niż późniejsze ciągnięcie drugiego kabla.
Rozważ także scenariusze migracji. Jeśli Twój obecny projekt wykorzystuje dupleksowe łącza 10G, ale prawdopodobna jest w przyszłości modernizacja do równoległej optyki 40G lub 100G, wybranie teraz kabla 12- lub 24-włóknowego pozwoli uniknąć konieczności ponownego okablowania, gdy nadejdzie czas. Standardy okablowania strukturalnego zANSI/TIA-568zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić żywotność okablowania komercyjnego wynoszącą co najmniej dziesięć lat, więc planowanie z wyprzedzeniem jest częścią zamierzeń standardu.
Szybka-tabela referencyjna dotycząca liczby włókien
| Typ łącza | Typowa optyka/złącze | Aktywne włókna na łącze | Wspólna liczba kabli |
|---|---|---|---|
| Standardowy dupleksowy Ethernet (1G/10G/25G) | SFP/SFP+ z dupleksem LC | 2 | 2-żyłowy kabel krosowy; 12- lub 24-rdzeniowe do pracy w sieci szkieletowej |
| Łącze dwukierunkowe (BiDi). | BiDi SFP/SFP+ z LC simplex | 1 | 2-rdzeniowy (z zapasowym); Patchcord simplex do krótkich serii |
| 40GBASE-SR4 | QSFP+ z MPO-12 | 8 (4 wysyłanie + 4 odbieranie) | 12-rdzeniowy (pozostawia 4 zapasowe w obrębie MPO-12) |
| 100GBASE-SR4 | QSFP28 z MPO-12 | 8 (4 wysyłanie + 4 odbieranie) | 12-rdzeniowy |
| 100GBASE-SR10 | CFP z MPO-24 | 20 (10 wysłań + 10 odbiorów) | 24-rdzeniowy |
| 400GBASE-SR8 | OSFP/QSFP-DD z MPO-16 | 16 (8 wysłań + 8 odbiorów) | 24-rdzeniowy (z wolną pojemnością) |
| Przełamanie (np. 40G do 4×10G) | Kabel rozdzielający MPO-do-LC | 8 | 12-rdzeniowy pień; przerwa w panelu krosowym |
Typowa liczba włókien i miejsce ich dopasowania
2-rdzeniowy i 4-rdzeniowy
Te niskie liczby działają w przypadku pojedynczych kabli połączeniowych typu punkt-punkt- i prostych połączeń urządzeń. 2-rdzeniowykabel światłowodowyto standard podłączenia pojedynczego portu dupleksowego do panelu krosowego lub innego urządzenia. Kabel 4-żyłowy zapewnia łącze dupleksowe z dwiema zapasowymi żyłami lub obsługuje dwa niezależne połączenia simpleksowe.
Liczby te mają sens, gdy kabel obsługuje pojedyncze łącze i nie dzieli ścieżki z inną infrastrukturą.
6-rdzeniowy i 8-rdzeniowy
Kabel 6-żyłowy może obsłużyć trzy łącza dupleksowe lub zapewnić wolną pojemność dla jednego lub dwóch łączy, z możliwością dodania w przyszłości. 8-żyłowy kabel jest bezpośrednio dopasowany do 8-włókien światłowodowych równoległych układów optycznych 40GBASE-SR4 i 100GBASE-SR4, dzięki czemu jest praktyczny w przypadku krótkich odcinków, które obsługują pojedyncze szybkie połączenie bez użycia pełnego 12-rdzeniowego łącza trunkingowego.
W praktyce kable 8-żyłowe są często stosowane w środowiskach MPO, gdzie kabel obsługuje dokładnie jedno równoległe łącze optyczne.
12-rdzeniowy
Grupa 12-włókien to podstawowy element składowy infrastruktury okablowania światłowodowego. W kablach z luźną tubą włókna są grupowane w tuby po 12 sztuk. W kablach taśmowych stosuje się taśmy 12-włóknowe.Złącza MPO-12to standardowy interfejs dla równoległej optyki 40G i 100G. Wybór przewodu 12-rdzeniowego oznacza, że Twój kabel pasuje do praktycznie każdego głównego ekosystemu łączności, od paneli krosowych po zespoły magistrali.
Na przykład w przypadku małej szkieletowej sieci okablowania strukturalnego - połączenie pokoju telekomunikacyjnego z punktem dystrybucji na piętrze za pomocą pięciu lub sześciu łączy dupleksowych - 12-rdzeń zapewnia wydajność roboczą oraz znaczącą przestrzeń na dodawanie i zmiany.
24-rdzeniowy
Kabel 24-żyłowy podwaja pojemność kabla 12-żyłowego, zachowując przy tym te same standardy produkcji i zakończeń. Liczba ta jest często wybierana w przypadku budowania szkieletów, połączeń między piętrami i scenariuszy, w których ścieżka obsługuje tylko jeden ciąg kablowy, ale musi obsługiwać wiele typów łączy przez cały okres jej użytkowania.
Dwadzieścia-cztery pasma mogą obsługiwać do dwunastu połączeń dupleksowych, trzy łącza 40G/100G SR4 lub różne kombinacje dupleksowych i równoległych-portów optycznych- z wolną przepustowością w każdym przypadku.
48-rdzeniowy, 72-rdzeniowy, 96-rdzeniowy i więcej
Większe liczby obsługują wspólne ścieżki, budowanie-od-szkieletów, łączenie rzędów-do-centrów danych i dystrybucję w kampusie. Przy tych obliczeniach sam kabel staje się zasobem infrastruktury współdzielonej, a nie połączeniem z konkretnym urządzeniem. Planowanie na tę skalę zazwyczaj wymaga koordynacji zzamknięcia złączy, panele krosowe-o dużej gęstości iSystemy okablowania magistrali MPOprzeznaczone do wdrażania etapowego.
Większa liczba kabli ma sens ekonomiczny, gdy koszty pracy związanej z instalacją i budowy ścieżki przewyższają przyrostowy koszt materiałów dodatkowych włókien.
Sprawdzone przykłady
Przykład 1: Małe przedsiębiorstwo z 10 łączami dupleksowymi
Firma musi połączyć pomieszczenie telekomunikacyjne z dziesięcioma punktami dostępowymi-w biurze, a wszystkie one korzystają z transceiverów 1G SFP ze złączami LC duplex.
- Włókna aktywne: 10 ogniw × 2 włókna=20 włókien
- Cel zapasowy (około 20%): 4–5 dodatkowych włókien
- Całkowite zapotrzebowanie: około 24–25 włókien
- Zalecany kabel: 24-żyłowy
Wybór 24-żyłowego kabla obejmuje wszystkie aktywne łącza z małym buforem na przyszłe dodatki. Wybranie dokładnie 20 włókien pozostawiłoby zerowy margines i nie jest dostępne w przypadku standardowej liczby kabli.
Przykład 2: Rząd-w-centrum danych z mieszanymi sieciami 10G i 40G
Połączenie międzyrzędowe centrum danych wymaga ośmiu dupleksowych łączy LC 10G i dwóch łączy 40G SR4.
- Łącza 10G: 8 × 2 włókna=16 włókien
- Łącza 40G SR4: 2 × 8 włókien=16 włókien
- Aktywna suma: 32 włókna
- Cel zapasowy: 8–10 włókien
- Zalecany kabel: 48-żyłowy
Kabel 48-żyłowy zapewnia miejsce na istniejące łącza oraz możliwość przyszłej modernizacji, takiej jak dodanie większej liczby połączeń 40G lub migracja do 100G SR4 bez konieczności ponownego okablowania ścieżki.
Przykład 3: Budowa szkieletu z planowaną migracją do 100G
Sieć szkieletowa kampusu obsługuje obecnie dupleksowe łącza 10G między budynkami, ale przewiduje się przejście na równoległą optykę 100G w ciągu trzech do pięciu lat.
- Obecne włókna aktywne: 6 łączy dupleksowych × 2=12 włókien
- Przyszłe łącza 100G SR4 (szacunkowo): 4 × włókna 8=32
- Łączne zapotrzebowanie z częściami zamiennymi: około 40–44 włókien
- Zalecany kabel: 48-rdzeniowy (lub 72-rdzeniowy, jeśli ścieżka nie zostanie ponownie otwarta)
W scenariuszach dotyczących szkieletu, gdzie-przeciąganie kabla jest kosztowne lub uciążliwe, zwiększenie wymiarów przy pierwszej instalacji jest zazwyczaj lepszą decyzją ekonomiczną.
Typowe błędy, których należy unikać
Liczenie urządzeń zamiast łączy.Przełącznik 48-portowy nie zawsze potrzebuje 96 włókien. Wiele portów może być miedzianych, niektóre mogą nie być zapełnione, a łącza wysyłające często wykorzystują inną optykę. Licz rzeczywiste łącza światłowodowe, a nie etykiety portów.
Zakładając, że każde łącze potrzebuje dwóch włókien.Transceivery BiDi wykorzystują jedno włókno na łącze. Równoległe-moduły optyczne wykorzystują osiem, dwanaście lub więcej. Liczba włókien na łącze różni się w zależności od typu transceivera.
Ignorowanie różnicy między kablami krosowymi a magistralami szkieletowymi.Patchcord zazwyczaj obsługuje pojedyncze połączenie. - 2 włókien jest normalne. Łącze szkieletowe obsługuje wiele połączeń wspólną ścieżką i powinno być tak dobrane, aby uwzględniało wbudowaną wolną pojemność.
Kupuję dokładnie minimum.Jeśli ścieżka jest już otwarta i robocizna jest już zaplanowana, koszt dodatkowych kilku włókien w kablu jest niewielki w porównaniu z kosztem późniejszego ciągnięcia nowego kabla. ThePrzewodnik projektowy FOAszczególnie zaleca zakup kabla z dodatkowymi włóknami, aby zapobiec przeróbkom spowodowanym uszkodzeniem splotów lub punktów końcowych.
Wybieranie-niestandardowych liczników.Nieparzysta liczba żył (taka jak 10 lub 18) może powodować problemy ze źródłem, sprzętem końcowym i kompatybilnością złączy. Standardowe liczby, takie jak 12, 24 i 48, odpowiadają istniejącemu panelowi, adapterowi iInfrastruktura magistrali MPO.
Prosty wzór do szacowania liczby włókien
W przypadku większości zastosowań w przedsiębiorstwach i centrach danych obliczenia te zapewniają solidne oszacowanie początkowe:
Zalecana liczba kabli= (Suma aktywnych włókien we wszystkich łączach) ÷ 0,7, zaokrąglona w górę do następnej standardowej liczby kabli (12, 24, 48, 72, 96, 144).
Dzielnik 0,7 tworzy około 30% wolnej pojemności. W środowiskach, w których-przeciąganie kabla jest łatwe i niedrogie, można użyć 0,8 (20% zapasu). W przypadku infrastruktury krytycznej lub ścieżek, które nie zostaną ponownie otwarte, użyj 0,6 (40% rezerwy).
Jest to kosztorys planistyczny, a nie substytut szczegółowego projektu. Zawsze sprawdzaj wymagania dotyczące transiwera i koordynuj z dostawcą okablowania dostępne standardy.
Jak standardy i praktyki branżowe kształtują wybory dotyczące liczby włókien
Decyzje dotyczące liczby włókien nie są podejmowane samodzielnie. Są one kształtowane przez standardy okablowania strukturalnego i ekosystemy dostawców, na których opiera się większość instalacji.
TheNorma ANSI/TIA-568.3-E(opublikowano we wrześniu 2022 r.) definiuje wymagania dotyczące komponentów okablowania światłowodowego dla budynków komercyjnych, w tym metody polaryzacji (typy A, B, C, U1 i U2) dla złączy szeregowych. Minimalna liczba włókien szkieletowych zarówno dla trybu wielomodowego, jak i jednomodowego wynosi dwa włókna na port. Standardy te zostały zaprojektowane w oparciu o łączność dupleksową i macierzową zbudowaną w oparciu o 12-włóknowy moduł MPO.
Po stronie wyposażenia,Arkusz danych Cisco QSFP-100Gpokazuje zakres optyki dostępny dla samej sieci 100G: niektóre wykorzystują dupleks LC (100GBASE-LR4), niektóre wykorzystują MPO-12 z 8 aktywnymi włóknami (100GBASE-SR4), a niektóre korzystają z równoległego trybu pojedynczego-z 12 włóknami (100GBASE-PSM4). Każdy z nich stwarza inne wymagania dotyczące liczby włókien przy tej samej nominalnej prędkości 100G.
Dlatego też krok 1 - identyfikacji transceivera - musi nastąpić przed zliczeniem włókien.
Często zadawane pytania
P: Czy 2-rdzeniowy światłowód zawsze wystarczy do sieci Ethernet?
Odp.: W przypadku standardowego łącza dupleksowego 1G lub 10G wykorzystującego SFP ze złączami LC wystarczą dwa włókna. Jednak równoległe-łącza optyczne-, takie jak 40GBASE-SR4 i 100GBASE-SR4 - wymagają ośmiu włókien na połączenie poprzez interfejs MPO. Transceivery BiDi zmniejszają zapotrzebowanie do jednego włókna. Odpowiedź zależy całkowicie od typu transceivera i interfejsu.
P: Jaka jest różnica między liczbą włókien a liczbą rdzeni włókien?
O: W większości praktycznych kontekstów terminy te oznaczają to samo: liczbę pojedynczych włókien optycznych w kablu. W niektórych dokumentach używana jest „liczba nici”, podczas gdy w innych stosowana jest „liczba rdzeni”. Obydwa odnoszą się do liczby włókien w kablu, a nie do średnicy rdzenia każdego włókna.
P: Dlaczego kable 12-żyłowe i 24-żyłowe są tak powszechne?
Odp.: Grupa 12-włókien to standard produkcji i łączności. Kable z luźną-lampą wykorzystują wiązki 12-włóknowe. W kablach taśmowych stosuje się taśmy 12-włóknowe. MPO-12 to dominujące złącze o dużej gęstości dla równoległej optyki 40G i 100G. Wybór wielokrotności liczby 12 zapewnia kompatybilność ze sprzętem zakończeniowym, panelami krosowymi i zespołami kabli typu breakout.
P: Ile zapasowych włókien powinienem uwzględnić?
Odp.: Powszechną wytyczną jest utrzymywanie początkowego wykorzystania na poziomie 70–80% całkowitej liczby włókien kabla, rezerwując 20–30% na części zamienne. W przypadku tras szkieletowych przebiegających przez ścieżki, których ponowne otwarcie jest kosztowne, większy margines wynoszący 30–40% jest warty dodatkowego kosztu kabla. FOA zaleca, aby dodatkowe włókna zapobiegały kosztownym przeróbkom, jeśli poszczególne pasma ulegną uszkodzeniu podczas instalacji lub przyszłych prac.
P: Czy powinienem wybrać kabel jednomodowy czy wielomodowy dla mojego kabla światłowodowego?
Odp.: Jest to decyzja odrębna od liczby rdzeni. Światłowód jednomodowy obsługuje większe odległości i większą przepustowość, co czyni go standardem w budowie szkieletów i łączy kampusowych. Światłowód wielomodowy kosztuje mniej na poziomie elektroniki w przypadku połączeń-krótkiego zasięgu w budynku lub centrum danych. Metoda obliczania liczby włókien jest taka sama niezależnie od typu włókna - zależy od liczby łączy i wymagań transceivera.
P: Czy mogę użyć jednego-liczniejszego kabla zamiast wielu mniejszych kabli?
Odp.: Tak i często jest to bardziej wydajne. Pojedynczy 48-żyłowy kabel poprowadzony wspólną ścieżką jest zazwyczaj łatwiejszy w instalacji i zarządzaniu niż cztery oddzielne kable 12-żyłowe. Kompromis polega na tym, że wszystkie włókna mają jeden punkt awarii. W przypadku łączy krytycznych należy rozważyć poprowadzenie różnych ścieżek za pomocą oddzielnych kabli, zgodnie ze standardami TIA i wytycznymi projektowymi FOA zalecającymi zapewnienie redundancji.
