Jedno-modno i višemodno vlakno su dva glavna medija za prijenos optičkih-moda koji se koriste u Ethernetu, podatkovnim centrima, pristupnim mrežama, okosnicama kampusa, industrijskim komunikacijama i mnogim drugim sistemima. Razlika nije samo u tome što je jedan "za vani", a drugi za "u zatvorenom". Ispravan izbor zavisi od potrebne brzine prenosa podataka, udaljenosti veze, tipa primopredajnika, instaliranog vlakna, budžeta za optičke gubitke i budućeg plana nadogradnje.
Za kratke veze, višemodna vlakna mogu pružiti praktično i troškovno{0}}efikasno rješenje kada su uparene sa-optikom kratkog dometa. Za duže veze ili mreže kojima je potreban veći doseg i fleksibilnost nadogradnje, jedno-optično vlakno je obično jači izbor. Međutim, nijedna vrsta vlakana nema jednu univerzalnu maksimalnu udaljenost. Podržani domet je određen kompletnim optičkim kanalom, a ne samo kablom.
Šta je višemodno vlakno?
Višemodno vlaknoima relativno veliko jezgro koje podržava višestruke modove propagacije. Budući da svi ovi načini ne dolaze do prijemnika u isto vrijeme, modalna disperzija ograničava širinu pojasa kako se udaljenost prijenosa povećava.
Uobičajene kategorije multimodnih vlakana{0}}indeksa uključuju OM1, OM2, OM3, OM4 i OM5. OM1 se obično povezuje sa geometrijom od 62,5/125 µm, dok OM2 do OM5 koriste geometriju od 50/125 µm. OM3 i OM4 su laserski{16}}optimizirana vlakna koja se široko koriste sa Ethernet optikom kratkog-dometa 850 nm, a OM5 je širokopojasna 50 µm multimode klasa namijenjena sistemima koji koriste više kratkih talasnih dužina.
Višemodno vlakno se obično bira za kratke veze opreme-prostorija, zgrada i centar podataka{1}} gdje je instalirana udaljenost unutar dosega odabranih optičkih modula. Njegovo veće jezgro takođe čini spajanje svjetlosti u vlakno manje zahtjevnim nego kod single- sistema, iako su čistoća konektora, polaritet, gubitak i kompatibilnost primopredajnika i dalje bitni.
Šta je jedno{0}}modno vlakno?
Jednomodno{0}}optično vlaknoima mnogo manje jezgro i dizajnirano je da podrži osnovni način širenja pod predviđenim radnim uslovima. Često se u uvodnom materijalu opisuje kao da ima jezgro od približno 9 µm, ali inženjerske specifikacije za single- vlakno se također u velikoj mjeri oslanjaju na prečnik polja moda, koji varira u zavisnosti od dizajna vlakna i talasne dužine.
Budući da jedno-modno vlakno izbjegava modalnu disperziju koja ograničava višemodnu vezu, pogodno je za mnogo veće udaljenosti prijenosa. Uobičajene radne talasne dužine uključuju 1310 nm i 1550 nm, u zavisnosti od mreže i optičkog interfejsa.
ITU-T G.652 je osnovna referentna porodica za standardna jednomodna-modna optička vlakna i kablove. StrujaITU{0}}T G.652 preporukadefinira geometrijske, mehaničke i transmisijske karakteristike ove klase vlakana.G.652.D vlaknoširoko se koristi u pristupnoj, metro, okosnoj i općoj telekomunikacijskoj infrastrukturi.
Za pristupne mreže i instalacije gdje se očekuju čvršće krivine, G.657 vlakno pruža poboljšane performanse{1}}gubljenja savijanja u poređenju sa G.652. StrujaITU{0}}T G.657 preporukapokriva jednomodno vlakno-gubitak-neosjetljivo na savijanje-, uključujući vlakna kategorije A koja su dizajnirana za kompatibilnost sa konvencionalnim G.652 aplikacijama. U gustim terminskim tačkama, razvodnim kutijama i unutrašnjim pristupnim putevima, opcije kao što suG.657.A2 savijanje{2}}neosjetljivo vlaknomože biti korisno kada specificirani zahtjevi savijanja to opravdavaju.
Jednomodno vs višemodno vlakno: ključne razlike
| Faktor | Single{0}}Mode Fiber | Multimode Fiber |
|---|---|---|
| Propagacija | Dizajniran da podrži osnovni način rada | Podržava višestruke načine širenja |
| Opis tipične veličine | Približno 9 µm jezgra je uobičajeni pojednostavljeni opis; prečnik polja moda je važan inženjerski parametar | 50/125 µm za OM2-OM5; 62,5/125 µm je uobičajeno za OM1 |
| Uobičajene talasne dužine | 1310 nm i 1550 nm, u zavisnosti od interfejsa | 850 nm je uobičajeno za moderan Ethernet kratkog{1}}dometa; ostale talasne dužine zavise od sistema |
| Glavni problem disperzije | Kromatski i polarizacijski{0}}način disperzije postaju relevantni u višim-brzinama ili dužim sistemima | Modalna disperzija je glavno ograničenje dosega |
| Tipičan doseg | Od kratkih veza do desetina kilometara ili više, ovisno o optici i dizajnu veze | Obično kratak doseg, sa stvarnim rastojanjem određenom razredom vlakana, brzinom podataka i specifikacijom primopredajnika |
| Tipična optika | Laserski{0}}bazirani na LR, ER, ZR, koherentni, PON i drugi{1}}specifični interfejsi za aplikacije | Optika{0}}kratkog dosega, obično koristi 850 nm VCSEL izvore za Ethernet |
| Uobičajene aplikacije | FTTx, okosnica kampusa, metro, telekom, dugo{0}}dohvatne industrijske veze, komunalne komunikacije, podatkovno{1}}međusobno povezivanje | Interne veze{0}}centra podataka, prostorije za opremu, okosnice zgrada, kratke poslovne veze |
| Fleksibilnost nadogradnje | Općenito jače tamo gdje bi mogli biti potrebni optički sistemi budućeg dosega ili većeg{0}}kapaciteta | Dobro za definirane arhitekture kratkog-dohvata, ali doseg nadogradnje može biti ograničen instaliranom OM stepenom |
Koliko daleko mogu jedno-modno i višemodno vlakno prenositi?
Ne postoji tehnički ispravan odgovor kao što je "višemodni način rada do 550 metara" ili "jednostruki{1}}način radi na 100 kilometara." Tip vlakna je samo jedan dio veze. Stvarna podržana udaljenost ovisi o Ethernet ili transportnom standardu, snazi pokretanja primopredajnika, osjetljivosti prijemnika, talasnoj dužini, slabljenju vlakana, modalnoj ili hromatskoj disperziji, gubitku konektora, gubitku spajanja i bilo kojoj margini dizajna.
Sljedeće vrijednosti su korisni primjeri, a ne univerzalna ograničenja kabela:
| Primjer optičkog interfejsa | Vlakna | Primjer dosega | Šta pokazuje |
|---|---|---|---|
| 1000BASE-SX | 50 µm multimod | Do 550 m na starim 50 µm MMF u objavljenoj specifikaciji Cisco; neke laser-optimizirane konfiguracije od 50 µm su određene za duži doseg | Često{0}}navedena cifra od 550 m pripada određenim 1 GbE kombinacijama, a ne svim multimodnim vezama |
| 10GBASE-SR | OM3 multimode | Do 300 m prema Cisco SFP+ specifikaciji | Veće brzine prenosa podataka mogu smanjiti domet u više modova |
| 10GBASE-SR | OM4 multimode | Do 400 m prema Cisco SFP+ specifikaciji | Više-ocjene OM-a širine propusnog opsega mogu proširiti podržane veze kratkog{1}}dohvata |
| 10GBASE-LR | G.652 single{1}}način | 10 km u Ciscovoj SFP+ specifikaciji | Jednostruki-način podržava znatno duže Ethernet veze sa-optikom dugog dosega |
| 10GBASE-ER | G.652 single{1}}način | Do 40 km u Ciscovoj SFP+ specifikaciji | Klasa primopredajnika, a ne samo vlakno, postavlja podržani sistemski doseg |
Cisco'sGigabit Ethernet SFP specifikacijei10GBASE SFP+ specifikacijeilustruju zašto tabele za{0}}odabir vlakana uvijek trebaju imenovati i optički interfejs i razred vlakana.
Za stvarni projekat, koristite specifikaciju primopredajnika proizvođača opreme kao mjerodavnu vrijednost dosega i provjerite potpuni gubitak kanala. Kabl koji je fizički dovoljno dugačak nije automatski optička veza koja zadovoljava potrebnu snagu i proračun disperzije.
Je li jedno{0}}modno vlakno brže od višemodnog vlakna?
Sama vlakna ne bi trebalo opisati kao da imaju jednu fiksnu "brzinu". I jedno-način i višemodni kablovi mogu prenijeti visoke brzine prijenosa podataka kada se upare s odgovarajućom optikom i standardima. Praktična razlika je u tome što je širina višemodnog pojasa snažnije ograničena modalnom disperzijom na udaljenosti, dok jednomodno vlakno -omogućuje prijenosni medij koji je bolje prilagođen optičkim sistemima velikog dometa i vrlo velikog{4}}kapaciteta.
Za 10 GbE vezu unutar jedne prostorije sa opremom, OM3 ili OM4 mogu biti sasvim prikladni. Za više-kilometarsku 10 GbE okosnicu kampusa, 10GBASE-LR preko single-modnog vlakna je relevantnija arhitektura. Brzina podataka je ista; optički sistem i podržani doseg su različiti.
Što manje košta: jedno-mod ili višenačin?
Multimode je tradicionalno bio atraktivan za mreže kratkog-dometa jer kompatibilna optika kratkog{1}}dometa može biti ekonomična. Međutim, rizično je birati vlakna samo uz pretpostavku da je "višemodnost jeftinija". Cijene modula se mijenjaju tokom vremena, različite platforme prekidača podržavaju različite optike, a instalirani kablovi mogu ostati u upotrebi mnogo duže od primopredajnika.
Bolja poređenje je ukupna cijena instalacije:
- vlaknasti kabl i troškovi završetka;
- cijena primopredajnika na oba kraja;
- Patch kablovi, adapteri i paneli;
- testiranje i certificiranje;
- broj srednjih prekidača ili tačaka{0}}medijske konverzije;
- buduća migracija na veće brzine prenosa podataka;
- troškovi kasnije zamjene instalirane kičme.
Za fiksnu, kratku internu vezu, multimod još uvijek može biti razuman izbor troškova. Za infrastrukturu okosnice za koju se očekuje da će opsluživati nekoliko generacija opreme, jedno-način rada može smanjiti rizik od budućeg ograničenja dosega čak i ako originalni optički moduli nisu najjeftinija-opcija.
Ispravni scenariji primjene
1. Data centri i sobe za opremu
Višemodni OM3 ili OM4 su obično prikladni za veze sa serverom kratkog-dohvata, komutatorom i zakrpom- kada navedeni Ethernet interfejs podržava potrebnu udaljenost. OM5 se može uzeti u obzir kada odabrana optička arhitektura ima posebne koristi od širokopojasnog multimodnog rada.
Jednostruki{0}}način je prikladan tamo gdje data centar zahtijeva veći interni doseg, povezanost kampusa, međupovezivanje{1}}centra podataka ili strategiju nadogradnje izgrađenu oko optike jednog{2}}načina. Za arhitekture veće-gustine, tip vlakna također mora biti usklađen s formatom konektora, brojem traka, polaritetom i odabranimbrzi{0}}optički primopredajnik. Za širi pogled na topologiju i odluke o kabliranju, pogledajte web stranicunavođenje centra-optičkih podataka{1}}.
2. Kancelarijske zgrade i poslovne mreže
Za kratke veze za izgradnju, multimod može biti praktičan, posebno tamo gdje postojeća OM3 ili OM4 infrastruktura već odgovara traženoj optici. Za izgradnju-do-zgrade ili okosnih veza kampusa, jednostruki-način često nudi veći doseg i čistiji dugoročni-put nadogradnje.
Konstrukcija kabla mora i dalje odgovarati okruženju instalacije. Zahtjevi za otpornost na požar, zahtjevi za uspon ili plenum, vučnu snagu, performanse savijanja i zahtjevi za tranziciju u zatvorenom i na otvorenom odvojeni su od pitanja jednostrukog-moda u odnosu na multimod. Anunutrašnji optički kablmože sadržavati bilo koju vrstu vlakna ovisno o dizajnu proizvoda i zahtjevima mreže.
3. FTTx i širokopojasni pristup
Jedno-modno vlakno je standardni izbor za FTTx pristup jer mreže za distribuciju i ispuštanje moraju pokrivati mnogo veće udaljenosti od tipičnih LAN veza na{1}} nivou sobe i možda će trebati pasivno optičko razdvajanje. G.652.D je uobičajen u općoj jednomodnoj infrastrukturi, dok su G.657 vlakna posebno korisna tamo gdje pristupni kablovi imaju čvršće usmjeravanje i savijanje u blizini korisničkih prostorija ili distributivnih tačaka.
4. Metropolitan, Backbone i Long Distance Links
Jedno-modno vlakno je normalan izbor za metro, kičmu, među-kampus i-prenos na velike udaljenosti. Međutim, rekavši da jedan- način rada "automatski podržava stotine kilometara" je nepotpuno. Na ovim udaljenostima, dizajn sistema mora uzeti u obzir odabranu talasnu dužinu, budžet optičke snage, hromatsku disperziju, arhitekturu pojačala gde je primenljivo, gubitke spoja i konektora i tačan primopredajnik ili transportnu platformu.
5. CCTV i industrijski nadzor
Za kratke sigurnosne{0}}agregacijske veze kamere unutar zgrade ili lokalnog objekta, multimod može dobro funkcionirati ako su Ethernet optika i udaljenost kompatibilni. Za distribuirane kamere na velikoj industrijskoj lokaciji, autoputu, komunalnom koridoru ili opštinskoj mreži, jednostruki- način rada obično postaje praktičniji zbog dužeg dosega između aktivnih čvorova.
Izbor bi trebao biti zasnovan na topologiji mreže i optičkom sučelju, a ne na riječi "CCTV". Uplink kamere od 100 m i okosnica za praćenje od 10 km su različiti problemi prijenosa čak i ako oba prenose video zapise.
6. Vanjske i komunalne komunikacije
Instalacija na otvorenom ne zahtijeva automatski jedno-modno vlakno. "Spoljni" opisuje ekološke i mehaničke zahtjeve kao što su izlaganje UV zračenju, zaštita od vlage, vlačno opterećenje, otpornost na lomljenje, vazdušni raspon, instalacija kanala ili direktno zakopavanje. I jednomodna-modna i višemodna vlakna mogu se ugraditi u vanjske konstrukcije kablova.
Duge vanjske okosnice i komunalne veze ipak imaju tendenciju da favorizuju jednostruki-način jer su zahtjevi za udaljenost obično veći. Konstrukciju kabla tada treba odabrati odvojeno za trasu, kao što je kanal, podzemna ilivazdušni{0}}optički kabl.
Može li projekat koristiti i jedno-modno i višemodno vlakno?
Da, ali granica mora biti ispravno dizajnirana. Kampus može koristiti jedno-modno vlakno za dugu vanjsku okosnicu i višemodno vlakno za kratke interne veze. Važna stvar je da bi se dva medija normalno trebala sresti na aktivnoj mrežnoj opremi koja pruža ispravan optički interfejs za svaki segment.
Ne tretirajte jedno-modna i višemodna vlakna kao izmjenjive niti koje se jednostavno mogu spojiti kako bi se stvorila jedna transparentna veza. Njihove karakteristike načina rada i povezani primopredajnici su različiti. Njihovo direktno miješanje može dovesti do ozbiljnih gubitaka u sprezi ili nestabilnih performansi. Ako dizajn koristi oba medija, dokumentirajte tačku konverzije, tip primopredajnika, interfejs konektora i budžet za gubitke za svaki segment.
Kako odabrati između Single-Mode i Multimode Fiber
- Definirajte brzinu prijenosa podataka i protokol.Počnite sa stvarnim interfejsom: 1 GbE, 10 GbE, 25 GbE, 40 GbE, 100 GbE, PON, Fibre Channel ili drugi transportni sistem.
- Izmjerite stvarnu dužinu kanala.Uključite rute za krpljenje i razumnu marginu instalacije umjesto da koristite ravnu-razdaljinu za izgradnju.
- Odaberite optički primopredajnik.Provjerite podržani tip vlakna od strane proizvođača, valnu dužinu, konektor i maksimalni doseg kanala.
- Potvrdite instaliranu ili predloženu vrstu vlakana.Za višenačin, identificirajte OM1, OM2, OM3, OM4 ili OM5 umjesto da pišete samo "MMF". Za jednostruki- način rada, potvrdite primjenjivu specifikaciju vlakana i dizajn kabla.
- Izračunajte budžet optičkih gubitaka.Uključuje slabljenje vlakana, konektore, spojeve, pasivne komponente i marginu dizajna.
- Zasebno provjerite okruženje instalacije.Unutarnja otpornost na požar, vanjska blokada vode, vazdušno vlačno opterećenje, dimenzije kanala, radijus savijanja i mehanička zaštita su zahtjevi za{0}}konstrukciju kablova, a ne pravila za{1}} način prijenosa.
- Razmotrite putanju nadogradnje.Ako će kabel ostati instaliran kroz nekoliko generacija aktivne opreme, usporedite buduću optiku i doseg prije optimizacije samo za današnju cijenu modula.
Praktični primjer odabira
Razmotrite lokaciju s 2,5 km vezom između dvije zgrade i nekoliko kratkih veza manjih od 100 m unutar svake prostorije za opremu. Razumna arhitektura može koristiti jedno-modno vlakno i-optiku dugog dometa za okosnicu od 2,5 km, dok postojeći OM3 ili OM4 kablovi mogu nastaviti da opslužuju kompatibilne veze kratkog-dohvata unutar zgrada.
Ovo nije preporuka za spajanje jednog-načina direktno na višenačin. Svaki segment vlakna mora se završavati na opremi ili tački konverzije koja koristi optiku dizajniranu za taj segment. Primjer jednostavno pokazuje zašto mješoviti kampus može koristiti oba tipa vlakana bez da ih tretira kao jedan kontinuirani optički medij.
FAQ
Mogu li se jedno-modno i višemodno vlakno povezati direktno?
Obično ih ne bi trebalo povezivati kao da su zamjenjivi dijelovi jednog optičkog kanala. Jednomodni i višemodni sistemi koriste različite karakteristike propagacije i tipično različite optičke primopredajnike. Tamo gdje su potrebna oba medija, koristite aktivnu opremu, konverziju medija ili posebno dokumentiran dizajn interfejsa.
Je li jedno-modno vlakno uvijek bolje od višemodnog?
Ne. Jednostruki-način pruža mnogo veći doseg i snažnu dugoročnu-fleksibilnost, ali višenačin rada ostaje praktičan izbor za mnoge veze kratkog{3}}dometa. Bolja opcija je ona koja ispunjava traženi interfejs, udaljenost, budžet i plan nadogradnje uz najmanji ukupni rizik projekta.
Može li multimodno vlakno trajati 1 km?
Ponekad, sa specifičnom niskom-brzinom ili posebno podržanim optičkim kombinacijama, ali 1 km nije opće pravilo višemodnog dizajna. Na primjer, Cisco dokumentira neke 1000BASE-SX operacije preko laserski-optimiziranih 50 µm multimodnih vlakana na udaljenosti većoj od uobičajeno citiranih 550 m. Uvijek provjerite točnu kombinaciju primopredajnika i vlakana.
Da li je OM4 bolji od OM3?
OM4 pruža veću specificiranu modalnu širinu pojasa od OM3 i može podržati duži doseg za neke kratko{2}}talasne optičke interfejse. To ne znači da svaki projekat mora koristiti OM4; ako OM3 kanal već zadovoljava specifikaciju udaljenosti odabranog interfejsa i plan nadogradnje, može ostati adekvatan.
Koja je razlika između G.652.D i G.657 vlakana?
Obje su familije jednomodnih vlakana. G.652 definira konvencionalne karakteristike jednog-modnog vlakna, dok je G.657 dizajniran za poboljšane performanse{5}}gubljenja savijanja. G.657 kategorija A vlakna su namijenjena održavanju kompatibilnosti sa aplikacijama tipa G.652-, dok istovremeno pružaju jače performanse savijanja za pristup i okruženja gustog rutiranja.
Koje vlakno da koristim za data centar?
Za kratke interne veze, OM3 ili OM4 multimod je uobičajen kada odgovara odabranoj optici kratkog-dometa. Jednostruki-način se često preferira za duže veze sa-centrima podataka, veze sa kampusom, međupovezivanje-centra podataka ili arhitekture kojima je prioritet dugoročna-fleksibilnost dosega. Mapu puta primopredajnika treba pregledati prije nego što se kabliranje završi.
Koje vlakno je bolje za vanjsku CCTV?
Za dugačke vanjske CCTV okosnice, jednostruki- način rada je obično praktičniji medij za prijenos zbog dosega. Za kratke lokalne vanjske veze, multimod također može raditi ako optički interfejs podržava udaljenost. Zasebno, sam kabel mora imati vanjsku konstrukciju prikladnu za trasu i izloženost okolišu.
Pravilo konačnog odabira
Ne birajte vlakna pomoću jedne prečice kao što je "unutrašnji je jednak multimode" ili "vanjski je jednak jednostrukom- načinu rada." Prvo definirajte brzinu prijenosa podataka i optiku, zatim provjerite udaljenost, nivo vlakana, budžet za gubitke, okruženje instalacije i buduću nadogradnju. U većini veza sa opremom-oprema{4}}soba i data{5}}oprema kratkog dometa, multimode ostaje važeća opcija. Za FTTx, okosnice kampusa, metro mreže i duži industrijski ili vanjski prijenos, jednostruki- način rada je obično poželjna osnova.