Znanje

Optičko vlakno je temelj modernih komunikacijskih mreža, ali nije jedan proizvod. Dvije glavne vrste optičkih vlakana sujedno-modno vlakno(SMF) ivišemodno vlakno(MMF). Razumijevanje razlike između ova dva tipa optičkih kablova - i znanje kada koristiti svaki od njih - je od suštinskog značaja za svakoga ko planira postavljanje mreže, nadogradnju postojeće infrastrukture ili specificiranje vlakana za data centar, kampus ili telekom projekat.

Ovaj vodič objašnjava kako se klasificiraju optička vlakna, razbija ključne podtipove i standarde unutar svake kategorije i pruža praktične smjernice za odabir pravog vlakna za vašu mrežu.

Kako se klasificiraju optička vlakna

Jedan od razloga zašto tipovi vlakana mogu izgledati zbunjujuće je to što postoji nekoliko valjanih načina za klasifikaciju optičkih vlakana. Najčešće metode su:

• Po širenju svjetlosti (režim):jedno-modno vlakno naspram multimodno vlakno - najpraktičnija polazna tačka za većinu kupaca.
• Prema profilu indeksa loma:korak-indeksno vlakno naspram stepenovano-indeksno vlakno - opisuje kako je strukturiran indeks prelamanja jezgra.
• po materijalu:staklena vlakna vsplastično optičko vlakno- definira od čega je vlakno napravljeno.
• Po standardima:OM klase (OM1–OM5) za multimod; G.652, G.657 i drugiITU-T G.65x preporukeza jednostruki-način.

Za inženjere, planere mreže i timove za nabavku, najkorisniji pristup je da počnu s jednom- odlukom u odnosu na višenačin, a zatim se suzi prema standardnom scenariju i scenariju implementacije. Druge metode klasifikacije - profil indeksa prelamanja, materijal - pružaju korisnu pozadinu, ali rijetko utiču na primarnu odluku o kupovini u glavnim mrežnim projektima.

Jedno-mod u odnosu na višemodno vlakno: ključne razlike

Jednomodno{0}}optično vlaknoima malo jezgro (obično oko 8-10 µm) koje dozvoljava da se širi samo jedan mod svjetlosti. Ovo eliminiše modalnu disperziju i omogućava signalima da putuju na velike udaljenosti uz minimalnu degradaciju - što ga čini standardnim izborom za telekomunikacione okosnice, metro mreže, pristupne mreže i duge{4}} veze.

Višemodno vlaknoima veće jezgro (50 µm ili 62,5 µm) koje podržava mnoge modove svjetlosti istovremeno. Široko je raspoređen za kraće-linkove u poslovnim zgradama, okosnicama kampusa idata centri, gdje su udaljenosti veze obično ispod nekoliko stotina metara.

Uobičajena zabluda je da sama cijena kabla određuje koje je vlakno jeftinije. U praksi, ukupni troškovi sistema u velikoj meri zavise od primopredajnika, konektora i rada na instalaciji. Za okruženja preduzeća i centara podataka kratkog{2}}dometa, multimodna vlakna često isporučuju niže ukupne troškove sistema jer su kompatibilni primopredajnici i konektori zasnovani na VCSEL-u jeftiniji od single-optike. Međutim, kako se udaljenost veze povećava, jedan-način postaje neophodan bez obzira na cijenu jer višemodno vlakno ne može održati kvalitet signala na većim dometima.

Tipovi višemodnih vlakana: OM1, OM2, OM3, OM4 i OM5

Višemodno vlakno je dalje podijeljeno na razrede definiraneTIAi ISO/IEC standardima. Ove ocjene - OM1 do OM5 - se prvenstveno razlikuju po modalnom propusnom opsegu, koji određuje koliko daleko mogu prenijeti podatke datom brzinom.

OM1 i OM2: Naslijeđeno višemodno vlakno

OM1 vlakno koristi jezgro od 62,5 µm i prvobitno je dizajnirano za LED{2}}bazirane izvore svjetlosti. OM2 koristi jezgro od 50 µm i također je prvobitno dizajniran za LED prijenos. Oba tipa imaju ograničen propusni opseg prema modernim standardima i klasifikovani su kao stari tipovi vlakana. TIA to preporučujenove instalacije koriste OM3, OM4 ili OM5umjesto OM1 ili OM2.

Ako naiđete na OM1 ili OM2 u postojećoj zgradi, on i dalje može prenositi 1 Gigabit Ethernet promet na kratkim udaljenostima. Ali za svaki novi projekat kabliranja, navođenje OM1 ili OM2 ograničava buduće mogućnosti nadogradnje i općenito bi ga trebalo izbjegavati.

OM3: Laser-Optimizirani multimode za 10G i dalje

OM3 je bila prva multimodna klasa vlakana dizajnirana posebno za VCSEL laserske izvore na 850 nm. Ima efektivni modalni propusni opseg (EMB) od 2000 MHz·km na 850 nm, koji podržava 10 Gigabit Ethernet do 300 metara. OM3 ostaje održiva opcija za poslovne mreže u kojima dominiraju 10G veze, a udaljenosti su umjerene.

OM4: Veća propusnost za data centar i linkove kampusa

OM4 nudi EMB od 4700 MHz·km na 850 nm - više nego dvostruko od OM3. Ovo mu omogućava da podrži 10 Gigabit Ethernet do 400 metara i 100 Gigabit Ethernet (100GBASE-SR4) do 100 metara. Za mnoge projekte osvježavanja podatkovnih centara i nove implementacije okosnice kampusa, OM4 postiže pravi balans performansi, dosega i cijene.

OM5: Širokopojasni multimod za više-prenos talasnih dužina

OM5, također poznat kao širokopojasno višemodno vlakno (WBMMF), specificirano je na 850 nm i 953 nm. Dizajniran je da podrži multipleksiranje s podjelom kratkih{4}}talasa (SWDM), koje prenosi više talasnih dužina (obično 850, 880, 910 i 940 nm) preko jednog para vlakana. Ovo čini OM5 relevantnim kada vaša mapa puta uključuje SWDM{11}}bazirane primopredajnike za 40G, 100G ili 400G prijenos.

Međutim, OM5 nije automatski potreban za svaku modernu multimodnu mrežu. Ako vaša implementacija koristi standardne 850 nm primopredajnike bez SWDM-a, OM4 pruža iste performanse uz nižu cijenu kabla. Procijenite OM5 kada su strategije sa više-talasnih dužina dio vašeg stvarnog plana nadogradnje -, a ne kao zadano.

OM3 vs OM4 vs OM5: Vodič za brzu odluku

Tipovi jednomodnih vlakana: G.652 vs G.657

Standardi jednomodnih vlakana{0}} definisani su od straneITU{0}}T(Međunarodna unija za telekomunikacije – Sektor za standardizaciju telekomunikacija). Iako postoji nekoliko preporuka G.65x, dvije su najvažnije za većinu odluka o implementaciji: G.652 i G.657.

G.652: Standardno jedno{1}}optično vlakno

ITU-T G.652 je najrasprostranjenije jedno-optično vlakno na svijetu. Prvi put standardizovan 1984. godine, specificira vlakno sa talasnom dužinom disperzije nula- blizu 1310 nm, optimizovano za rad u opsegu od 1310 nm i takođe upotrebljivo u opsegu od 1550 nm. Najnovija potkategorija, G.652.D, eliminiše pik vode za rad u punom-spektru i nudi bolje performanse disperzije polarizacionog moda (PMD) - što ga čini pogodnim za CWDM i DWDM sisteme.

G.652 ostaje zadani izbor za opću{1}}namenujedno-modno vlaknou magistralnim, metro i transportnim mrežama gdje su zahtjevi za radijusom savijanja standardni (minimalni radijus savijanja od 30 mm).

G.657: savijanje-Neosjetljivo jedno- vlakno

ITU-T G.657 je kreiran da odgovori na izazove savijanja koji se javljaju u pristupnim mrežama, unutrašnjim kablovima i prostorno{2}}ograničenim okruženjima kao što su centri podataka. G.657 vlakna tolerišu uže radijuse savijanja sa značajno manjim gubitkom signala u poređenju sa G.652.

Postoje dvije glavne kategorije unutar G.657:

• Kategorija A (G.657.A1, G.657.A2):Potpuno usklađeni sa G.652.D, što znači da se mogu postaviti gdje god je G.652.D specificiran, a istovremeno pružaju poboljšane performanse savijanja. G.657.A1 podržava minimalni radijus savijanja od 10 mm; G.657.A2 nosi 7,5 mm.
• Kategorija B (G.657.B2, G.657.B3):Optimizirano za vrlo uske krivine u kratkom-pristupu i zatvorenim okruženjima, s B3 koji podržava minimalni radijus savijanja od 5 mm. Vlakna kategorije B možda nisu u potpunosti usklađena sa G.652.D specifikacijama hromatske disperzije, ali su sistem-kompatibilna za korištenje pristupne mreže.

U pristupnim primjenama gdje vlakna moraju prolaziti kroz uske uspone, mala kućišta ili oko oštrih uglova, G.657 vlakna smanjuju rizik od prekomjernog gubitka savijanja. U okruženjima centara podataka sa velikom-gustinompatch cordrutiranje, G.657.A-usklađeno vlakno pruža značajnu prednost u odnosu na standardni G.652.

G.652 vs G.657: Kada odabrati svaki

Step-Indeks naspram Graded-Index Fiber

Drugi način klasifikacije optičkih vlakana je njihov profil indeksa prelamanja. U akorak-indeksvlakna, indeks loma je ujednačen u cijeloj jezgri i naglo opada na granici omotača jezgra{0}}. U aocijenjeni-indeksvlakna, indeks loma se postepeno smanjuje od centra jezgre do omotača.

Ova razlika je važna jer profil indeksa prelamanja direktno utiče na modalnu disperziju. U step{1}}indeks višemodnom vlaknu, različiti načini svjetlosti putuju različitim brzinama kroz jednoliku jezgru, uzrokujući da signali stižu u različito vrijeme i ograničavajući propusni opseg. U multimodnim vlaknima sa stepenastim-indeksom, promjenjivi indeks loma uzrokuje da svjetlosni zraci dalje od centra jezgre putuju brže, djelimično kompenzujući njihov duži put. Ovaj efekat ekvilizacije značajno smanjuje modalnu disperziju i omogućava veću širinu pojasa na dužim udaljenostima.

Praktično sva moderna višemodna vlakna koja se koriste u komunikaciji podataka - OM2, OM3, OM4 i OM5 - su ocijenjena-indeksom. Step{7}}indeks višemodnog vlakna je prvenstveno povezan sa starijim dizajnom i specijalnim aplikacijama kao što su plastična optička vlakna (POF). Jednomodno vlakno, za razliku od toga, koristi korak-indeksni profil prema zadanim postavkama, ali pošto se širi samo jedan način rada, modalna disperzija se ne primjenjuje.

Staklena vlakna naspram plastičnih optičkih vlakana

Većina optičkih vlakana koja se koriste u telekomunikacijama i umrežavanju podataka napravljena je od silicijum stakla. Staklena vlakna nude nisko slabljenje, visok propusni opseg i pogodnost za-prenos na velike udaljenosti. Svi OM i G.65x standardi o kojima smo gore govorili odnose se na staklena vlakna.

Plastično optičko vlakno(POF) koristi polimerno jezgro, obično s dizajnom indeksa-velikih koraka. Lakše je prekinuti i fleksibilniji je od staklenih vlakana, ali ima mnogo veće slabljenje i manji propusni opseg. POF se koristi u aplikacijama kratkih-veza kao što su automobilske mreže, kućne audio/video konekcije i industrijsko sensing -, a ne u mainstream komunikacionim mrežama visokog{5}}kapaciteta.

Kako odabrati pravo vlakno za svoju mrežu

Umjesto da tretirate odabir vlakana kao vježbu iz udžbenika, pristupite joj kao praktičnoj odluci zasnovanoj na vašem specifičnom rasporedu. Evo ključnih faktora koji se primjenjuju na uobičajene scenarije:

1. Odredite svoje zahtjeve za udaljenost

Ako vaši linkovi prelaze nekoliko stotina metara, jedno-modno vlakno je obično jedina održiva opcija. Za veze ispod 300–400 metara - uobičajene unutar zgrada, između zgrada u kampusu ili unutardata centar- višemodno vlakno može isporučiti potrebne performanse uz niže ukupne troškove.

2. Procijenite ukupne troškove sistema, a ne samo cijenu kabla

Višemodni optički kabl može biti nešto skuplji po metru od single-modnog kabla na nekim tržištima, ali višemodniprimopredajnicia konektori su obično mnogo jeftiniji. Za veze kratkog{1}}dohvata u centrima podataka i poslovnim okruženjima, uštede primopredajnika često nadmašuju svaku razliku u cijeni kablova. Kako zahtjevi za dosegom rastu, ekonomija se pomjera prema jednom-načinu.

3. Procijenite fizičko okruženje instalacije

U pristupnim mrežama, instalacijama uzlaznih stubova i scenarijima upravljanja kablovima velike gustine{0}}, uske krivine su neizbježne. Ako implementirate jedno-modno vlakno u ovim uslovima, navediteG.657 savijanje{1}}neosjetljivo vlaknosmanjuje rizik od prekomjernog slabljenja na krivinama. Za unutrašnje iunutrašnji kablaplikacije u kojima je rutiranje ograničeno, ovo je posebno važno.

4. Planirajte brzinu i put nadogradnje

Ako gradite novu multimodnu infrastrukturu, izbjegavajte specificiranje OM1 ili OM2. Za potrebe 10G–100G, OM4 je najčešći izbor. Ako mapa puta vaše organizacije uključuje SWDM-bazirane primopredajnike, procijenite OM5. Za jednostruki-način, G.657.A-usklađeno vlakno nudi kompatibilnost sa G.652.D istovremeno pružajući bolju toleranciju savijanja - što ga čini razumnim zadanim postavkama za nove instalacije jednog-načina.

5. Uzmite u obzir konstrukciju kablova i okruženje

Vrsta optičkog vlakna unutar kabla je odvojena od konstrukcije kabla. Isto jedno-modno ili višemodno vlakno može biti upakovanopodzemnih kablova, vazdušni kablovi, čvrsti-baferski unutrašnji kablovi, ililabavi-kablovi za vanjske cijevizavisno od toga gde će biti instaliran. Obavezno navedite i tip vlakna i odgovarajuću konstrukciju kabla za vaše okruženje.

Uobičajene greške pri odabiru optičkog vlakna

Nekoliko ponavljajućih grešaka dovodi do neoptimalnih izbora vlakana:

• Određivanje OM1 ili OM2 za nove instalacije.Ove naslijeđene ocjene ograničavaju propusni opseg i mogućnost buduće nadogradnje. TIA preporučuje OM3, OM4 ili OM5 za sve nove multimode implementacije.
• Usporedba samo cijene kablova.Zanemarivanje troškova primopredajnika, konektora i instalacije daje nepotpunu sliku. Ukupni troškovi veze - ne samo troškovi kabla - bi trebali donijeti odluku.
• Zbunjujući tip vlakna sa konstrukcijom kabla.Obloga optičkog kabla, oklop ikonstrukcijski dizajnbiraju se na osnovu okruženja instalacije. Unutarnje vlakno se bira na osnovu zahtjeva za prijenos. To su dvije odvojene odluke.
• Podrazumevano OM5 bez SWDM mape puta.OM5 dodaje vrijednost kada se planira prijenos sa više{1}}talasnih dužina. Bez SWDM primopredajnika, OM4 nudi iste performanse jedne-talasne dužine po nižoj cijeni.
• Korištenje standardnog G.652 u okruženjima sa uskim-savijanjem.Tamo gdje usmjeravanje prolazi kroz mala kućišta ili uske uglove, G.657 vlakno{1}}neosjetljivo na savijanje sprječava nepotreban gubitak signala.

Tipične primjene prema vrsti vlakana