Światłowód jednomodowy a światłowód wielomodowy: pełne porównanie odległości, kosztów, prędkości i zastosowań

Planując sieć światłowodową, jedna decyzja pojawia się wcześnie i ma wpływ na prawie wszystko inne: czy w projekcie należy zastosować światłowód jednomodowy, czy wielomodowy?

Odpowiedź nie dotyczy tylko przepustowości. Odległość łącza, wybór transceivera, infrastruktura kablowa, docelowa szybkość transmisji danych i długoterminowe koszty aktualizacji – wszystko to wpływa na właściwy wybór. W wielu rzeczywistych-projektach decydującym czynnikiem nie jest sam kabel światłowodowy, ale połączenie kosztu optyki, wymagań dotyczących zasięgu i prędkości, jakie sieć będzie musiała obsłużyć za trzy do pięciu lat.

Oto krótka wersja: w przypadku łączy-krótkodystansowych wewnątrz pomieszczeń ze sprzętem, stref centrów danych i środowisk pojedynczych-budynków, światłowód wielomodowy w połączeniu z niedrogimi transceiverami-opartymi na VCSEL-zwykle zapewnia najlepszą równowagę wydajności i budżetu. W przypadku dłuższych sieci szkieletowych, połączeń kampusowych i sieci zaprojektowanych z myślą o zwiększeniu prędkości wielu-generacji, światłowód jednomodowy zapewnia zasięg, margines łącza i skalowalność, których nie może dorównać tryb wielomodowy.

W tym przewodniku omówiono różnice techniczne, porównano prędkość i dystans według szybkości transmisji danych, wyjaśniono, gdzie faktycznie pojawiają się korzyści kosztowe, a także przedstawiono wskazówki dotyczące wyboru-oparte na scenariuszach, oparte naStandardy Ethernet IEEE 802.3oraz specyfikacje okablowania strukturalnego TIA.

Jaka jest różnica między światłowodem jednomodowym a wielomodowym?

Zarówno światłowód jednomodowy, jak i wielomodowy to kable optyczne-z rdzeniem szklanym, które przesyłają dane w postaci impulsów światła. Podstawowa różnica polega na tym, jak światło rozchodzi się wewnątrz rdzenia światłowodu i ta różnica strukturalna wpływa na prawie każdy praktyczny kompromis-pomiędzy nimi.

Co to jest światłowód jednomodowy?

Światłowód jednomodowy (SMF) ma bardzo małą średnicę rdzenia, zwykle około 8,3 do 9 µm. Ponieważ rdzeń jest tak wąski, w danym momencie może rozchodzić się tylko jeden rodzaj światła. To praktycznie eliminujedyspersja modalna, umożliwiając sygnałowi optycznemu przesyłanie znacznie większej odległości przy minimalnym rozprzestrzenianiu się impulsu i niższym tłumieniu. Światłowód jednomodowy działa na długości fali 1310 nm i 1550 nm przy użyciu rozproszonego sprzężenia zwrotnego (DFB) lub źródeł laserowych Fabry'ego-Pérot.

Zgodnie z systemem klasyfikacji TIA i ISO/IEC, światłowód jednomodowy dzieli się na dwie klasy: OS1 dla kabli szczelnych-buforowanych w pomieszczeniach zamkniętych i OS2 dla kabli z luźną-rurą lub kablami o zerowej-wodze-szczytowej. Większość nowych instalacji jednomodowych wykorzystujeWłókno OS2, który obsługuje wszystkie obecne zastosowania Ethernetu jednomodowego i zapewnia niższe tłumienie przy dłuższych długościach fal stosowanych w systemach-zwielokrotniania z podziałem długości fali (WDM).

Co to jest światłowód wielomodowy?

Światłowód wielomodowy (MMF) ma większy rdzeń, 50 µm lub 62,5 µm, w zależności od gatunku włókna. Szerszy rdzeń umożliwia jednoczesną propagację wielu ścieżek światła - lub trybów -. Dzięki temu sprzęganie światła ze włóknem za pomocą pionowych-wnękowych-laserów powierzchniowych (VCSEL) działających przy 850 nm jest łatwiejsze i tańsze. Jednakże te liczne mody przemieszczają się z nieco różnymi prędkościami i docierają do odbiornika w różnym czasie, co jest zjawiskiem zwanym dyspersją modową. Ogranicza to efektywną odległość transmisji, szczególnie w przypadku wzrostu szybkości transmisji danych.

Światłowód wielomodowy dzieli się na gatunki od OM1 do OM5, każdy o innej przepustowości modalnej określonej wANSI/TIA-568.3i ISO/IEC 11801. Obecnie nowe instalacje prawie zawsze wykorzystują światłowód zoptymalizowany pod kątem lasera OM3, OM4 lub OM5-. Aby zapoznać się ze szczegółowym podziałem poszczególnych klas, zobacz sekcję pttypy włókien wielomodowych i ograniczenia odległościponiżej.

Dlaczego ma to znaczenie przy projektowaniu sieci?

Ta różnica strukturalna - jeden tryb w porównaniu z wieloma trybami - przekłada się na każdą praktyczną decyzję:

• Dystans:Tryb pojedynczy obsługuje długości łączy od 10 km do ponad 40 km, w zależności od transceivera. Maksymalny zasięg w trybie wielomodowym wynosi od 100 m do 550 m, w zależności od prędkości i jakości światłowodu.
• Koszt optyki:Wielomodowe transceivery oparte na VCSEL-kosztują znacznie mniej w przeliczeniu na port niż jednomodowe moduły laserowe DFB do-łączy o krótkim zasięgu.
• Precyzja złącza:Większy rdzeń wielomodowy lepiej toleruje tolerancje wyrównania, co upraszczazłączezakończenia i zmniejsza nakład pracy instalacyjnej w-środowiskach o dużym zagęszczeniu.
• Ścieżka aktualizacji:Światłowód jednomodowy obsługuje wszystkie obecne i planowane prędkości Ethernet IEEE 802.3 do 800 Gb/s na dużych dystansach, podczas gdy zasięg wielomodowy zmniejsza się wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych.

Światłowód jednomodowy a światłowód wielomodowy: tabela porównawcza rdzeni

Liczby te odzwierciedlają standardowe specyfikacje IEEE 802.3. Rzeczywiste rozmieszczone odległości zależą również odstrata wtrąceniowa, utrata powrotu, liczba spawów, jakość złączy i obliczenia budżetu strat łącza specyficzne dla każdej instalacji.

Porównanie prędkości i zasięgu światłowodu jednomodowego i wielomodowego

Prędkość to obszar, w którym praktyczna różnica między trybem jednomodowym a wielomodowym staje się najbardziej konkretna. Wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych zasięg wielomodowy - czasami drastycznie się zmniejsza. Instalacja światłowodowa, która wygodnie obsługuje 10G na 300 metrach, może obsługiwać tylko 100G na 70 metrach na tym samym kablu.

Poniższa tabela podsumowuje maksymalny zasięg według szybkości transmisji danych zgodnie ze standardami IEEE 802.3. Są to liczby, którymi należy się kierować przy podejmowaniu decyzji, który typ światłowodu pasuje do danego łącza.

Prędkość-Odniesienie do odległości według szybkości transmisji danych

Źródła:Konsorcjum technologii światłowodowych TIA - Standardy wielomodowe IEEE 802.3; TIA FOTC - IEEE 802.3 Standardy-jednomodowe

Kluczowy wzorzec, który należy zauważyć: przy 10G wielomodowy OM4 nadal osiąga zasięg 400 m, co pozwala wygodnie pokryć większość łączy- wewnątrz budynków. Przy 100G to samo włókno OM4 spada do 100 m. Przy 400G powyżej OM3 jesteś ograniczony do 70 m. Jeśli sieć musi działać z szybkością 100 G lub większą na dystansie przekraczającym 100 metrów lub jeśli plan działania obejmuje migrację do 400 G, jedyną realistyczną opcją jest tryb pojedynczy.

Jest to najczęstszy błąd w planowaniu modernizacji centrów danych i kampusów: kabel wielomodowy został zainstalowany dla sieci 10G, działał dobrze przez lata, a następnie stał się ograniczeniem, gdy sieć została przeniesiona na 40G lub 100G, ponieważ odległości nie mieszczą się już w granicach zasięgu wielomodowego.

Jak odległość światłowodu wpływa na Twój wybór

Odległość to najszybszy filtr przy podejmowaniu decyzji o wyborze światłowodu. Gdy znasz długość łącza fizycznego i docelową szybkość transmisji danych, pole opcji szybko się zawęża.

Poniżej 100 metrów

W przypadku krótkich połączeń w rzędzie szaf, pomiędzy sąsiednimi szafami lub w obrębie pojedynczego pomieszczenia, światłowód wielomodowy jest najbardziej ekonomicznym wyborem w prawie wszystkich przypadkach. Przy tych odległościach rozproszenie modowe nie jest znaczącym ograniczeniem nawet przy dużych prędkościach, a przewaga kosztowa transceiverów SR opartych na VCSEL-jest znacząca -, szczególnie gdy projekt obejmuje dziesiątki lub setki punktów końcowych łączy.

Typowy przykład: centrum danych-z serwerem 10G lub 25G-do-przełączania łączy na odległość 15 metrówkable krosoweIKable magistralne MPO. W takim środowisku wielomodowy OM4 z optyką SR zapewnia doskonałą wydajność za ułamek kosztów systemu jednomodowego.

100 do 300 metrów

Jest to strefa decyzyjna, w której oba typy włókien światłowodowych pozostają technicznie wykonalne, a właściwy wybór zależy od szybkości transmisji danych, planów modernizacji i struktury budżetu.

Przy 10G wielomodowy OM3 obejmuje zasięg do 300 m, a OM4 osiąga 400 m -, więc tryb wielomodowy działa dobrze. Przy 25G zasięg OM4 spada do 100 m, co oznacza, że ​​łącza powyżej 100 m wymagają już trybu pojedynczego. Przy 100G wielomodowy OM4 osiąga maksimum na 100 m, a OM3 na zaledwie 70 m.

W przypadku budowy pionów szkieletowych lub łączy poziomych o długości od 150 do 250 metrów praktyczne pytanie brzmi: jaką prędkość będzie musiało utrzymywać to połączenie za trzy do pięciu lat? Jeśli odpowiedź brzmi: tylko 10G, tryb wielomodowy będzie rozsądnym rozwiązaniem. Jeśli plan działania obejmuje 25G, 40G lub 100G, tryb pojedynczy zapewnia znacznie większy zapas mocy.

Typowy scenariusz w projektach kampusowych: poziomy pion łączący piętra w biurowcu ma długość około 180 m. Przy 10G OM3 radzi sobie z tym bez problemu. Kiedy budynek zostanie później poddany migracji do sieci 25G lub 40G, ten sam kabel OM3 może już nie spełniać wymagań, co spowoduje konieczność kosztownej zmiany-okablowania, której można by uniknąć w trybie pojedynczym.

Powyżej 300 metrów

Powyżej 300 metrów standardowym wyborem jest światłowód jednomodowy. Zasięg wielomodowy przy 10G osiąga maksymalnie 400 m na OM4 i staje się technicznie niewykonalny w przypadku większych prędkości na tych dystansach. Z kolei tryb pojedynczy umożliwia transmisję na odległość od 10 G do 10 km, od 100 G do 10 km i od 400 G do 500 m lub więcej, w zależności od typu transceivera.

W przypadku połączeń szkieletowych między budynkami na terenie kampusu, połączeń-między budynkami w obiektach przemysłowych oraz wszelkich łączy o długości przekraczającej kilkaset metrów, niezawodnym i-bezpiecznym na przyszłość rozwiązaniem jest światłowód jednomodowy w połączeniu z transceiverami klasy LR. Wyższy koszt optyki na-port jest równoważony przez znacznie większy zasięg i skalowalność obejmującą wiele-generacji.

Porównanie kosztów światłowodów jednomodowych i wielomodowych

Jednym z najbardziej powtarzających się błędów w wyborze światłowodu jest porównywanie ceny kabla za metr i na tym poprzestaniemy. W rzeczywistości całkowity koszt systemu łącza światłowodowego obejmuje pięć elementów, a ich względna waga różni się znacznie w zależności od odległości i szybkości transmisji danych.

1. Koszt kabla światłowodowego

Ceny surowych kabli dla światłowodów jednomodowych i wielomodowych są często bliższe, niż oczekują kupujący. W przypadku standardowych kabli dystrybucyjnych do wnętrz, wyposażonych w tę samą liczbę włókien i typ płaszcza, różnica cenowa pomiędzy jednomodowym OS2 a wielomodowym OM3/OM4 jest niewielka. Na wielu rynkach włókno OM5 ma wyższą cenę - około 30-50% w porównaniu z OM4 – jest to jeden z powodów, dla których jego przyjęcie jest wolniejsze niż oczekiwano.

2. Koszt nadajnika-odbiornika

Tu właśnie pojawia się prawdziwa różnica w cenie, która zdecydowanie faworyzuje multimode na małych dystansach. Wielomodowy moduł SFP+ 10GBASE-SR oparty na technologii VCSEL kosztuje zazwyczaj ułamek modułu jednomodowego 10GBASE-LR wykorzystującego laser DFB. Kiedy projekt obejmuje setki portów, - jak w średnim lub dużym centrum danych, -, oszczędności na-portach stanowią znaczną część całkowitego budżetu.

Jednak ta przewaga maleje przy wyższych prędkościach. Przy przepustowości 100 G i większej różnica w kosztach między wielomodową optyką SR4 a jednomodową optyką DR4/LR4 zmniejsza się, częściowo napędzana postępem w fotonice krzemowej i rosnącymi wolumenami zakupów hiperskalowych centrów danych. W przypadku łączy dłuższych niż około 150 metrów przy szybkości 100 G połączenie tańszego-kabla jednomodowego z optyką LR4 może już dorównywać lub przewyższać wielomodowy pod względem całkowitego kosztu.

3. Złącza, panele krosowe i wdrożenie

W środowiskach centrów danych-o dużej gęstości wielomodowe wyświetlacze LC iKable rozłączające MPO/MTPdobrze komponują się z architekturami okablowania strukturalnego zaprojektowanymi w oparciu o optykę równoległą o krótkim-zasięgu. Zakończenie złącza jednomodowego wymaga mniejszych tolerancji polerowania i ostrożniejszego obchodzenia się, co może zwiększyć koszty pracy w instalacjach terenowych. W przypadku-zakończonego wcześniej łącza trunkingowego izespoły kabli typu breakout, różnica ta jest minimalna, ponieważ zakończenie fabryczne zapewnia precyzyjną pracę.

4. Konserwacja i zużycie energii

Wielomodowe transceivery oparte na VCSEL-zużywają mniej energii na port niż moduły laserowe DFB, co ma znaczenie w skali. W centrum danych z tysiącami aktywnych portów łączna oszczędność energii i chłodzenia dzięki optyce SR może być znacząca. W przypadku łączy-długodystansowych jednomodowych wyższa moc nadajnika-odbiornika jest akceptowalnym kompromisem-w zakresie zasięgu.

5. Koszt aktualizacji i cyklu życia

W tym miejscu-krótkoterminowe oszczędności mogą stać się-długoterminowym żalem. Instalacja okablowania wielomodowego zainstalowana dla 10G może nie obsługiwać następnego poziomu prędkości w tych samych odległościach. Jeśli przyszła aktualizacja do 100G będzie wymagała pociągnięcia nowego kabla jednomodowego, ponieważ istniejące trasy wielomodowe przekraczają 100 m, koszt ponownego-okablowania znacznie przekracza początkowy koszt pojedynczego kabla.

Równanie kosztu cyklu życia jest proste: w przypadku łączy o długości poniżej 100 m, które pozostaną w zasięgu wielomodowym nawet przy wyższych prędkościach, połączenie wielomodowe zazwyczaj wygrywa pod względem całkowitego kosztu. W przypadku połączeń o długości od 100 m do 300 m wybór zależy od planu modernizacji. W przypadku odległości powyżej 300 m tryb pojedynczy prawie zawsze zapewnia lepszą wartość-w dłuższej perspektywie.

Typy włókien wielomodowych: OM3 vs OM4 vs OM5

Kiedy już zostanie podjęta decyzja o trybie wielomodowym, kolejnym pytaniem będzie, która klasa. Starsze typy włókien OM1 (62,5 µm) i OM2 (50 µm) nadal istnieją w starszych instalacjach, aleTIA-568.3-Eprzeniósł oznaczenia kolorów do obowiązującego załącznika i żadne nowe standardy-wysokiej szybkości nie dotyczą tych typów włókien. W przypadku nowych wdrożeń realistyczne opcje to OM3, OM4 lub OM5.

OM3 - Główny nurt pociągowy

OM3 był pierwszym-zoptymalizowanym laserowo światłowodem wielomodowym 50/125 µm, zaprojektowanym specjalnie dla źródeł VCSEL przy 850 nm. Ma efektywną szerokość pasma modalnego (EMB) wynoszącą 2000 MHz·km i obsługuje 10GBASE-SR do 300 m oraz 100GBASE-SR4 do 70 m. OM3 jest nadal szeroko stosowany w środowiskach przedsiębiorstw i centrach danych, gdzie odległości między łączami są umiarkowane i liczy się kontrola kosztów.

Tam, gdzie OM3 sprawdza się najlepiej: nowe wdrożenia z łączami poniżej 100 m przy 40G/100G lub poniżej 300 m przy 10G, gdzie budżet nie uzasadnia premii za OM4.

OM4 - Większa przepustowość, większy zapas mocy

OM4 podwaja EMB do 4700 MHz·km przy 850 nm, co bezpośrednio przekłada się na większy zasięg przy wyższych prędkościach. Przy 10G OM4 zwiększa zasięg z 300 m (OM3) do 400 m. Przy 100G (100GBASE-SR4) OM4 osiąga 100 m w porównaniu do 70 m w przypadku OM3. Te dodatkowe 30 metrów często robi różnicę między sprawnym łączem a takim, który nie spełnia specyfikacji.

Tam, gdzie OM4 sprawdza się najlepiej: projekty centrów danych i kampusów, gdzie niektóre łącza mieszczą się w zakresie 70–150 m przy 40G/100G lub gdzie potrzebny jest dodatkowy margines łącza, aby pomieścić kable krosowe, spawy i złącza bez ryzyka utraty budżetu.

OM5 - Szerokopasmowy tryb wielomodowy dla SWDM

OM5 korzysta z tego samego EMB 4700 MHz·km przy 850 nm co OM4, więc w konwencjonalnych zastosowaniach o pojedynczej-długości fali działa identycznie. Tym, co wyróżnia OM5, jest rozszerzona specyfikacja w zakresie długości fal 850–953 nm, zaprojektowana do obsługi technologii multipleksowania z podziałem krótkich{{9}fal (SWDM). SWDM umożliwia przesyłanie czterech długości fali przez pojedynczą parę włókien, umożliwiając transmisję 100G na zaledwie dwóch włóknach zamiast ośmiu.

PodIEEE 802,3 cm (400 GBASE-SR4.2)OM5 obsługuje prędkość 400G na czterech parach włókien na dystansie do 150 m w porównaniu do 100 m w przypadku OM4 i 70 m w OM3.

Tam, gdzie OM5 najlepiej pasuje: projekty z jasnym planem wykorzystania transceiverów SWDM lub 400GBASE-SR4.2 i gdzie priorytetem projektowym jest zmniejszenie liczby włókien w środowiskach-o dużej gęstości. Jeśli projekt nie ma konkretnych wymagań dotyczących SWDM, OM4 zapewnia tę samą wydajność na pojedynczej-długości fali przy niższym koszcie kabla.

A co ze starszymi wersjami OM1 i OM2?

OM1 (62,5/125 µm) i OM2 (50/125 µm, niezoptymalizowane-laserowo-) były standardowymi opcjami wielomodowymi na początku XXI wieku. Nadal istnieją w wielu starszych budynkach. Krytyczne ograniczenie: OM1 może przenosić 10GBASE-SR na odległość około 26–33 m, a OM2 osiąga około 82 m przy 10G. Przy 40G i więcej żaden typ światłowodu nie jest opłacalny.

Jeśli projekt modernizacji obejmuje infrastrukturę OM1 lub OM2, a docelową przepustowością jest 10 Gb lub więcej, zastąpienie kabla kablem OM4 lub trybem jednomodowym jest prawie zawsze bardziej praktyczne niż próba ponownego użycia starszego światłowodu z kablami krosowymi-kondycjonującymi tryb, co zwiększa koszty, złożoność i ryzyko rozwiązywania problemów.

Typy włókien jednomodowych: OS1 vs OS2

Po stronie trybu jednomodowego te dwie klasy to OS1 i OS2, zdefiniowane przezZalecenia ITU-T G.652i wymienione w normach TIA i ISO/IEC.

OS1obejmuje szczelne-buforowane kable jednomodowe do zastosowań wewnętrznych o maksymalnym tłumieniu 1,0 dB/km przy 1310 nm i 1550 nm. Było to powszechne we wczesnych instalacjach okablowania strukturalnego jednomodowego.

OS2obejmuje włókno jednomodowe z luźną-rurą i zerową-wodą-szczytową z maksymalnym tłumieniem 0,4 dB/km przy 1310 nm i 0,3 dB/km przy 1550 nm. Niższe tłumienie obsługuje dłuższe łącza i jest niezbędne w zastosowaniach WDM, które wykorzystują długości fal w zakresie 1360–1460 nm.

W przypadku nowych instalacji jednomodowych standardową rekomendacją jest OS2. Obsługuje każdą obecną i planowaną aplikację Ethernet jednomodowy, zapewnia znacznie lepszy budżet łącza, a różnica kosztów w porównaniu z OS1 jest znikoma na większości rynków. Szczegółowe porównanie znajdziesz w naszymPrzewodnik po światłowodach jednomodowych OS1 i OS2.

Najlepsze aplikacje dla światłowodów jednomodowych i wielomodowych

Wybór światłowodu jest najłatwiejszy, gdy decyzję rozpoczyna się od środowiska aplikacji, a nie od katalogu produktów.

Centra danych

W centrach danych większość łączy przebiega na długości poniżej 100 m -, często poniżej 30 m, pomiędzy przełącznikami znajdującymi się-na- szafie a serwerami. W tym środowisku dominującym wyborem jest wielomodowy OM4 z optyką SR lub SR4, wynikający z oszczędności kosztów na setkach lub tysiącach portów. Wysoka gęstość portów również sprzyjaKable krosowe MPO/MTPi równoległe architektury optyki.

Jednak hiperskalowe centra danych i duże obiekty korporacyjne coraz częściej wdrażają światłowód jednomodowy na potrzeby połączeń-warstwowych i między-sieciami, w których łącza przekraczają 100 m lub gdzie planowana jest migracja do sieci 400G/800G. Powszechnym wzorcem jest tryb wielomodowy dla liścia-do-kręgosłupa w strąku, tryb pojedynczy dla kręgosłupa-do-grzbietu w całym obiekcie.

Sieci kampusowe i korporacyjne

Środowiska kampusowe zazwyczaj łączą krótkie, poziome ciągi wewnątrz budynków z dłuższymi połączeniami szkieletowymi pomiędzy budynkami. Praktyczne podejście polega na zastosowaniu trybu wielomodowego w przypadku połączeń-w warstwie dystrybucyjnej w obrębie jednego budynku (gdzie odległości nie przekraczają 300 m przy 10G) oraz w trybie jednomodowym dla wszystkich-łączy szkieletowych między budynkami.

Jednym z najczęstszych problemów, których żałuje się w sieciach kampusowych, jest wdrożenie wielomodowego łącza szkieletowego między dwoma budynkami oddalonymi od siebie o 200 m przy szybkości 1G lub 10G, a trzy lata później odkrycie, że aktualizacja do sieci 40G lub 100G wymaga-ponownego okablowania łącza, ponieważ zasięg wielomodowy przy tych prędkościach spada poniżej 200 m.

Obiekty przemysłowe i produkcyjne

Obiekty przemysłowe często obejmują rozproszone systemy sterowania, automatyzację procesów i kamery monitorujące rozmieszczone na dużych powierzchniach. Powszechnie stosowane są kable o długości od 500 m do kilku kilometrów, a środowisko może charakteryzować się wysokim poziomem zakłóceń elektromagnetycznych powodowanych przez silniki, sprzęt spawalniczy i warunki dystrybucji mocy, - gdzie odporność światłowodu na zakłócenia elektromagnetyczne jest główną zaletą.

Tryb pojedynczy jest standardowym wyborem dla przemysłowych łączy szkieletowych, ponieważ odległości zazwyczaj przekraczają zasięg wielomodowy. W przypadku krótszych łączy z pojedynczymi maszynami lub lokalnymi panelami sterowania może działać tryb wielomodowy, ale wielu projektantów przemysłowych woli standaryzować tryb jednomodowy w całym obiekcie, aby uprościć oszczędzanie, zmniejszyć złożoność szkolenia i uniknąć problemów związanych z rozwiązywaniem-mieszanych włókien światłowodowych. Zobacz naszeprzewodnik zastosowań światłowodóww przypadku bardziej-scenariuszy branżowych.

Sieci nadzoru i bezpieczeństwa

Kompaktowe, pojedyncze-systemy nadzoru z kamerami skupionymi w jednym budynku lub na małym obszarze mogą efektywnie wykorzystywać tryb wielomodowy. W przypadku rozproszonych sieci kamer na terenie kampusu, parkingu lub obwodu, - gdzie długość poszczególnych kabli regularnie przekracza 300 m, - tryb pojedynczy zjednomodowe moduły SFPjest bardziej niezawodną opcją. Koszt ciągnięcia światłowodu jednomodowego jest porównywalny z kosztem światłowodu wielomodowego, a różnica w kosztach-transceivera w przeliczeniu na kamerę jest możliwa do opanowania w skali większości wdrożeń nadzoru.

Szkoły, szpitale i obiekty rządowe

Środowiska te często wymagają projektu hybrydowego: tryb wielomodowy-w przypadku pomieszczeń ze sprzętem i szafami serwerowymi o dużej gęstości, tryb jednomodowy dla łączy szkieletowych łączących wiele budynków na terenie kampusu. Kluczowym czynnikiem planowania jest to, że obiekty te mają zazwyczaj długą żywotność - 15 do 25 lat w przypadku infrastruktury kablowej -, zatem projektowanie wyłącznie pod kątem bieżących prędkości jest receptą na kosztowne-modernizacje w połowie okresu eksploatacji. W przypadku łączy szkieletowych światłowód jednomodowy jest bezpieczniejszą-inwestycją długoterminową, nawet jeśli bieżąca szybkość transmisji danych wynosi tylko 1G lub 10G.

Typowe błędy w wyborze włókien

Doświadczenie zdobyte podczas setek projektów wdrażania światłowodów ujawnia kilka powtarzających się błędów, które zwiększają koszty lub ograniczają przyszłą wydajność.

Błąd 1: Wybór rodzaju światłowodu w oparciu wyłącznie o dzisiejszą prędkość.Instalacja okablowania wielomodowego zainstalowana dla 10G może nie obsługiwać 100G w tych samych odległościach. Zawsze sprawdzaj tabelę prędkości-dystansu dla kolejnego planowanego poziomu ulepszenia, a nie tylko bieżącego.

Błąd 2: Porównywanie kosztów kabli bez uwzględnienia transceiverów.Kabel światłowodowy stanowi często mniejszą część całkowitego kosztu łącza. Koszt transceivera, zakończenie złącza i przyszłe wydatki na modernizację zwykle mają większe znaczenie.

Błąd 3: Mieszanie światłowodu jednomodowego i wielomodowego na tym samym łączu. Transceivery jednomodowe i wielomodowenie są-kompatybilne krzyżowo. Podłączenie transceivera SR do światłowodu jednomodowego lub transceivera LR do światłowodu wielomodowego nie spowoduje wytworzenia działającego łącza. Każde łącze musi wykorzystywać dopasowany światłowód i optykę.

Błąd 4: Ponowne wykorzystanie starszego światłowodu OM1/OM2 dla sieci 10G+ bez testowania.Starsze światłowód wielomodowy może nie spełniać wymagań dotyczących przepustowości modalnej dla 10GBASE-SR. Przed ponownym użyciem sprawdź jakość zainstalowanego światłowodu i przetestuj rzeczywistą utratę łącza - lub zaplanuj zmianę-okablowania.

Błąd 5: Ignorowanie budżetu na utratę łączy.Liczby maksymalnego zasięgu w standardach IEEE zakładają czyste złącza, minimalne spawy i określone wartości strat-na-kilometr. W rzeczywistych instalacjach z wieloma panelami krosowymi, złączami i złączami rzeczywista osiągalna odległość może być krótsza. Zawsze obliczajbudżet strat łączaprzed sfinalizowaniem wyboru typu światłowodu i transceivera.

Lista kontrolna wyboru włókien

Przed podjęciem decyzji o zakupie przeanalizuj sześć pytań:

1. Jaka jest rzeczywista odległość łącza?Zmierz lub oszacuj fizyczną ścieżkę kabla, a nie odległość-w linii prostej. Uwzględnij pionowe piony, prowadzenie korytek kablowych i długości kabli krosowych na obu końcach.

2. Jaką szybkość transmisji danych musi przesyłać łącze teraz i w następnym cyklu aktualizacji?Sprawdź powyższą tabelę prędkości-dystansu. Jeśli zasięg wielomodowy przy następnym planowanym poziomie prędkości jest mały lub niewystarczający, bezpieczniejszą inwestycją jest tryb jednomodowy.

3. Gdzie jest budżetowy - kabel, optyka lub cykl życia?W przypadku krótkich łączy z dużą liczbą portów mogą dominować oszczędności w zakresie transceiverów wielomodowych. W przypadku długich łączy lub infrastruktury o długim okresie-usługi-koszt cyklu życia pojedynczego trybu jest zwykle niższy.

4. Czy jest to nowa instalacja czy modernizacja istniejącego kabla?Nowe buildy mają pełną swobodę wyboru. Modernizacje muszą uwzględniać to, jakie włókna znajdują się już w ziemi lub w ścianach. Przed założeniem, że obsługuje ono wyższe prędkości, sprawdź klasę zainstalowanego włókna.

5. Jakich typów złączy wymaga projekt?Często stosowane są w projektach centrów danych-o dużej gęstościZłącza MPO/MTPz optyką równoległą. W projektach kampusów i budynków częściej wykorzystuje się technologię LC duplex. Obie rodziny złączy są dostępne w wersjach jednomodowych i wielomodowych, ale zainstalowana podstawa może ograniczać wybór.

6. Jak długo będzie działać ta infrastruktura okablowania?Jeśli odpowiedź brzmi dłużej niż 10 lat, należy mocno rozważyć przyszłą skalowalność. Zainstalowany dziś światłowód jednomodowy będzie obsługiwał prędkości sieci, które nie zostały jeszcze ustandaryzowane. Zainstalowany obecnie światłowód wielomodowy ma znany pułap zasięgu na każdym poziomie prędkości.

Często zadawane pytania

Czy światłowód jednomodowy jest zawsze lepszy od wielomodowego?

Nie dla każdego linku. Tryb jednomodowy zapewnia lepszą odległość, skalowalność pasma i budżet łącza -, ale w przypadku krótkich łączy poniżej 100 m tryb wielomodowy z optyką VCSEL zapewnia porównywalną wydajność przy znacznie niższych kosztach transceivera. Pytaniem nie jest, które włókno jest w skrócie „lepsze”, ale który typ światłowodu pasuje do konkretnej odległości łącza, wymagań dotyczących prędkości i budżetu.

Czy światłowód wielomodowy staje się przestarzały?

Nie. Światłowód wielomodowy stale się rozwija. - W 2017 r. ujednolicono standard OM5 dla zastosowań SWDM, a w 2020 r. w standardzie IEEE 802,3cm dodano specyfikacje wielomodowe 400G. Tryb wielomodowy pozostaje-najbardziej opłacalnym wyborem w przypadku-centrów danych o krótkim zasięgu i łączy korporacyjnych. Zmieniło się to, że prędkość, przy której ograniczenia zasięgu wielomodowego stają się istotne, spada wraz z każdą nową generacją prędkości.

Jakiego typu światłowodu powinienem użyć w przypadku sieci Ethernet 10G?

Przy 10G wielomodowy OM3 obejmuje zasięg do 300 m, a OM4 do 400 m przy użyciuModuły 10GBASE-SR SFP+. Tryb pojedynczy z 10GBASE-LR zapewnia zasięg do 10 km. W przypadku łączy o długości poniżej 300 m standardowym i opłacalnym wyborem jest tryb wielomodowy. W przypadku łączy powyżej 300 m lub jeśli planujesz aktualizację do 25G/40G/100G na tym samym kablu, tryb pojedynczy jest bardziej praktyczny.

Jakiego typu światłowodu należy użyć w przypadku sieci Ethernet 100G?

Przy 100G wielomodowy OM4 osiąga zasięg 100 m (100GBASE-SR4), a OM3 osiąga 70 m. Tryb pojedynczy osiąga zasięg 500 m (100GBASE-DR), 2 km (100GBASE-FR1) lub 10 km (100GBASE-LR4). Jeśli łącze jest mniejsze niż 100 m, wielomodowa optyka SR4 jest znacznie tańsza. Powyżej 100 m wymagany jest tryb pojedynczy.

Czy mogę łączyć światłowód jednomodowy i wielomodowy w tej samej sieci?

Tak, - wiele sieci korzysta z obu. Typowy projekt wykorzystuje tryb wielomodowy w przypadku łączy-krótkiego zasięgu i łączy dystrybucyjnych w budynkach oraz tryb jednomodowy w przypadku połączeń szkieletowych między budynkami lub na terenie kampusu. Jedyne, czego nie można zrobić, to podłączyć światłowód jednomodowy do transceivera wielomodowego i odwrotnie w ramach tego samego łącza. Każde łącze musi wykorzystywać pasujący światłowód i optykę.

Co się stanie, jeśli będę musiał zaktualizować istniejącą sieć OM2 do 10G?

Światłowód OM2 obsługuje 10GBASE-SR tylko na długości około 82 m. Jeśli linki są krótsze, a złącza są w dobrym stanie, ponowne użycie może być możliwe po odpowiednich testach. W przypadku łączy dłuższych niż 82 m konieczne będzie-przełączenie kabla za pomocą OM3/OM4 lub przejście na tryb pojedynczy. Transceiver 10GBASE-LRM z kablem krosowym{{13}kondycjonującym tryb może zwiększyć zasięg w starszym trybie wielomodowym do około 220 m, ale zwiększa to koszty i złożoność.

Jak obliczyć budżet strat łącza światłowodowego?

Budżet strat łącza to maksymalna dopuszczalna strata optyczna pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Zacznij od określonej mocy nadawczej transiwera i minimalnej czułości odbiornika, następnie odejmij straty od każdego składnika łącza: tłumienie światłowodu na km, straty na złączu na sparowaną parę, straty na splocie i wszelki dodatkowy margines. Jeśli całkowita utrata łącza przekroczy budżet, łącze nie będzie działać niezawodnie. Szczegółowe wartości strat według typu światłowodu można znaleźć w pktPrzewodnik po testowaniu włókien światłowodowych Fluke Networkslub standard TIA-568.3.

Wniosek

Światłowód jednomodowy i wielomodowy odgrywają wyraźną rolę w nowoczesnej infrastrukturze sieciowej. Wybór nie polega na tym, która technologia jest lepsza, - ale na dopasowaniu typu światłowodu do odległości łącza, bieżącej i przyszłej szybkości transmisji danych, struktury kosztów i żywotności instalacji.

W przypadku łączy o krótkim-zasięgu poniżej 100 m światłowód wielomodowy z optyką VCSEL- pozostaje najbardziej opłacalną-opcją w centrach danych i wnętrzach budynków. W przypadku łączy szkieletowych, połączeń kampusowych i wszelkich ścieżek, w których sieć może wymagać przesyłania danych o przepustowości 100 G lub większej na odległość większą niż 100 metrów, światłowód jednomodowy jest bardziej praktyczną i-bezpieczną na przyszłość inwestycją. Wiele rzeczywistych sieci- korzysta z obu, przy czym wielomodowy obsługuje krótkie łącza o-dużej gęstości, a tryb pojedynczy obejmuje wszystko poza tym zakresem.

Potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego rodzaju włókna,złączelub montaż kabli dla Twojego projektu? Nasz zespół inżynierów zapewnia-zalecenia dotyczące aplikacji,projekt rozwiązania światłowodowego, wybór zgodnych produktów i wsparcie techniczne.Skontaktuj się z namiaby omówić wymagania sieciowe.