Znanje

Šta su jednomodno i višemodno vlakno?

Osnovna razlika uoptička vlaknakomunikacija leži u tome kako se optički signali šire.Jednomodno vlaknoomogućava svjetlosnim signalima da putuju u jednom modu duž pravog puta kroz centar vlakna, dokvišemodno vlaknopodržava višestruke snopove svjetlosti koji istovremeno emituju pod različitim uglovima kroz refrakciju unutar vlakna.

Jednomodni optički kabloviimaju prečnik jezgre od samo 9 mikrona - što odgovara jednoj-desetini debljine ljudske kose. Svjetlosni snopovi ne doživljavaju gotovo nikakvu refleksiju unutar sebe, šireći se duž pravog puta. Ovaj dizajn minimizira izobličenje signala, što ga čini idealnim za-prenos na velike udaljenosti.Višemodni optički kablima prečnik jezgra od 50 mikrona ili 62,5 mikrona. Deblje jezgro znači da više puteva svjetlosti može raditi istovremeno. Iako ovo proizvodi određenu modalnu disperziju, performanse ostaju odlične u aplikacijama na kratkim{4}}udaljenostima.
 

Ključne razlike između jednomodnog i višemodnog vlakna

Veličina jezgraje najočiglednijirazlika između single mode i multimodevlakna. Thejednomodno vlakno jezgroveličina od 9 mikrona zahteva izuzetno visoku preciznost za izvore svetlosti i konektore, dokvišemodno optičko vlaknoJezgro od 50/62,5 mikrona pruža jaču "sposobnost prikupljanja svjetla", smanjujući zahtjeve za preciznost spajanja. Evo zaštovišemodno vlaknoje popularniji u okruženjima poput podatkovnih centara koji zahtijevaju česte promjene patch kabla.

Što se tiče izvora svjetlosti i talasnih dužina,talasne dužine jednomodnih vlakanaobično koriste laserske izvore od 1310 nm ili 1550 nm, kombinaciju koja pruža veće udaljenosti prijenosa.Višemodno vlaknokoristi850nm ili 1300nm talasne dužine, uparen sa LED ili VCSEL izvorima svjetlosti. VCSEL proizvodni troškovi su daleko niži od lasera, što je i glavni razlogmultimodesistemi imaju relativno niže početne troškove ulaganja.

Disperzija je ključni faktor koji utiče na performanse prenosa. Uvišemodna optička vlakna, svjetlosni snopovi koji putuju različitim putanjama stižu na kraj prijema u različito vrijeme. Ova modalna disperzija uzrokuje izobličenje signala, ograničavajući udaljenost prijenosa. općenito,višemodno vlaknoperformanse se značajno smanjuju na udaljenosti od 300-500 metara.Jednomodno optičko vlaknoizbjegava probleme modalne disperzije jer ima samo jednu svjetlosnu putanju, lako postižući udaljenosti prijenosa od nekoliko kilometara ili čak desetina kilometara.

Udaljenost i brzina prijenosa

Različite vrste vlakana pokazuju značajne varijacije udaljenosti pri različitim brzinama.Single modOS2 vlakno može stabilno podržavati 10-kilometarske udaljenosti prijenosa u svim brzinama od 1Gb do 100Gb. Ova konzistentnost ga čini prvim izborom za aplikacije na velikim udaljenostima.

Višemodno vlaknoperformanse su usko povezane sa brzinom. U 1Gb Ethernet aplikacijama, sve klasevišemodno vlaknood OM1 do OM5 može podržati udaljenosti od 550-metara. Međutim, kada se brzina poveća na 10Gb, OM1 i OM2 više ne mogu ispunjavati zahtjeve - samo OM3 i OM4 mogu podržavati 300 metara, odnosno 400 metara. U aplikacijama velike brzine iznad 25Gb,udaljenost multimodnih vlakanase dalje smanjuje. OM3 može podržati samo 70-100 metara, OM4 može doseći 100-150 metara, dok najnoviji OM5 može podržati 400 metara u 100Gb aplikacijama.

Madaraspon multimodnih vlakanaje ograničena, u scenarijima kratke-udaljenosti kao što je unutrašnjost data centra, udaljenosti od 300-400 metara su potpuno dovoljne. Za mreže kampusa koje zahtijevaju veze između zgrada ili veće udaljenosti,jednomodno vlaknoje jedini izbor.

Analiza troškova

Kada razgovaraju o troškovima, mnogi ljudi prvo pomisle na samu cijenu kabla. u stvarnosti,single mode kabloviobično su 20-30% jeftinije od visokokvalitetnihmultimodnih optičkih kablova(kao što je OM4) zbog zrelih proizvodnih procesa. Prava razlika u cijeni leži u optičkim modulima.

Uzimajući brzinu od 1Gb kao primjer, razlika u cijeni izmeđusingle modeimultimodeSFP moduli su minimalni, otprilike 10 USD i 9 USD. Međutim, kako se brzina povećava, počinju se pojavljivati ​​praznine. 10Gbsingle modeSFP+ moduli koštaju oko 27 dolara, dokmultimodeverzijama je potrebno samo 20 dolara. Za 100Gb QSFP28,single modemoduli koštaju čak 499 dolara, dokmultimodeverzije su samo $99 - $400 razlika.

Iz perspektive troškova, moraju se razmotriti buduće mogućnosti nadogradnje. Ako biratevišemodno vlakno, možda ćete doživjeti nadogradnju sa OM1 na OM3, a zatim na OM4, pri čemu svaka nadogradnja zahtijeva nove kablove i značajno povećane troškove rada. Biranjejednomodno vlaknoomogućava jednokratnu-primenu OS2, uz naknadna povećanja brzine koja zahtijevaju samo nadogradnju optičkog modula bez zamjene fizičkog sloja.

Za kratkoročne-projekte ili scenarije s ograničenim budžetom{1}},multimodnih vlakanaPrednost niske cijene modula je očigledna. Međutim, za-dugoročno planiranje izgradnje, ipakjednomodno vlaknoima veću početnu investiciju u optički modul, izbjegava ponovnu izgradnju i dugoročno je ekonomičniji.

Kompatibilnost

Jednomodno i višemodno vlaknoapsolutno se ne može miješati - ovo je gvozdeno pravilo u mrežnom inženjeringu. Razlog leži u ogromnoj razlici u veličini jezgre. Kada jezgra od 9 mikronajednomodno vlaknopovezuje se na jezgro od 50 mikronavišemodno vlakno, proizvodi optički gubitak od 10-20dB, što je dovoljno da izazove potpuni kvar veze. obrnuto,višemodno vlaknopovezivanje sajednomodno vlaknotakođer neće uspjeti pravilno fokusirati svjetlosne zrake zbog neusklađenosti numeričkog otvora.

U stvarnoj instalaciji, možete razlikovati po omotuboja. Prema standardima TIA-598C,jednostruka boja vlakanaje žuta jakna, dokvišemodno vlaknokoristi narandžaste ili vodene jakne. Na razvodnim okvirima u prostorijama sa opremom, vrste vlakana trebaju biti jasno označene i fizički izolirane kako bi se spriječilo pogrešno{1}}umetanje.

Međutim, postoje posebni slučajevi. Koristeći patch kablove za kondicioniranje, 1000BASE-LXsingle modeSFP moduli mogu raditivišemodno vlakno. Dodatno, preko optičkih medijskih pretvarača, premošćivanja izmeđusingle modeimultimodesegmenti mreže su mogući, ali to dodaje dodatnu opremu i tačke kvara. Općenito, ova zaobilazna rješenja se ne preporučuju.

Kako odabrati?

Kada birate izmeđujednomodno ili višemodno vlakno, najvažniji kriterij je udaljenost prijenosa. Ako udaljenost prijenosa vašeg scenarija aplikacije prelazi 1 kilometar,jednomodno vlaknoje jedini izbor, uključujući mreže kampusa, mreže gradskih područja i slične scenarije.

Za aplikacije na kratke{0}}udaljenosti kao što su interijeri podatkovnih centara i poslovni prostori preduzeća, ako je udaljenost prijenosa unutar 300 metara,višemodno vlaknoje ekonomičniji izbor. OM3 ili OM4višemodno vlaknouparen sa VCSEL optičkim modulima može obezbediti 300-400 metara udaljenosti prenosa pri brzinama od 10Gb, potpuno zadovoljavajući većinu potreba za prostorijom za opremu. Štaviše,multimodeoptički moduli su jeftiniji, značajno smanjujući troškove u kablovima velike{0}}gustine.

Za prednje dionice 5G mreže, zbog potrebe za prijenosom niske-kašnjenje 25Gb eCPRI signala sa udaljenostima prijenosa koje se obično protežu nekoliko kilometara,jednomodno vlaknoje standardna konfiguracija. U mrežama preduzeća, korišćenjemvišemodno vlaknoza pristup spratu ijednomodno vlaknoza među-izgradnju okosnice je uobičajen i ekonomičan hibridni pristup implementacije.

FAQ

LC, SC, MPO/MTP - kako odabrati?

1G/10G jednosmjerno-jezgro dvosmjerno: Uobičajeni LC-LC (najzastupljeniji)

40G/100G SR4 (paralelnomultimode): Uobičajena upotrebaMPO/MTP

100G LR4 (single modeWDM): Obično se koristi LC

Što je bolje - single mode ili multimode fiber?
Jednomodno vlakno i višemodno vlaknosvaki ima prednosti u cijeni i primjeni. Jednostavno odaberite najprikladniji na osnovu vaših zahtjeva aplikacije.

Može li multimod koristiti module jednog načina rada? Može li single mode koristiti multimode module?
Generalno se ne mogu mešati:

SR (multimode) moduli: zahtijevaju OM vlakno (850nm), obično ne rade prema specifikaciji na OS2

LR/ER (single mode) moduli: Zahtijeva OS2 (1310/1550nm), može doći do gubitka/disperzije/refleksije što uzrokuje nestabilnost ili ne-usklađenost na OM vlaknima

Šta je staklo od optičkih vlakana i zašto se preferira u odnosu na plastiku za{0}}prenos podataka na velike udaljenosti?

Staklo od optičkih vlakana je napravljeno od ultra-čistih, fleksibilnih silicijumskih vlakana dizajniranih da prenose svjetlost kroz potpunu unutrašnju refleksiju. Služi kao osnovni materijal u modernim telekomunikacijama, medicinskim slikovnim i senzorskim sistemima. U poređenju sa običnim staklom, staklo od optičkih vlakana daje mnogo manji gubitak signala na velikim udaljenostima. Također nadmašuje plastiku u-brzinom i velikom{5}}prenosu podataka, što ga čini poželjnim izborom za napredne komunikacione mreže.