Światłowód jednomodowy i wielomodowy to dwa główne-światłowodowe media transmisyjne stosowane w sieci Ethernet, centrach danych, sieciach dostępowych, szkieletach kampusów, komunikacji przemysłowej i wielu innych systemach. Różnica nie polega po prostu na tym, że jeden jest przeznaczony „do użytku na zewnątrz”, a drugi „do użytku w pomieszczeniach”. Właściwy wybór zależy od wymaganej szybkości transmisji danych, odległości łącza, typu transceivera, zainstalowanego światłowodu, budżetu strat optycznych i przyszłego planu modernizacji.
W przypadku krótkich łączy światłowód wielomodowy może stanowić praktyczne i-ekonomiczne rozwiązanie w połączeniu z optyką-o krótkim zasięgu. W przypadku dłuższych łączy lub sieci, które wymagają większego zasięgu i elastyczności modernizacji, lepszym wyborem jest zwykle światłowód jednomodowy. Jednakże żaden typ światłowodu nie ma jednej uniwersalnej odległości maksymalnej. Obsługiwany zasięg zależy od całego kanału optycznego, a nie od samego kabla.
Co to jest światłowód wielomodowy?
Światłowód wielomodowyma stosunkowo duży rdzeń, który obsługuje wiele trybów propagacji. Ponieważ nie wszystkie te tryby docierają do odbiornika dokładnie w tym samym czasie, dyspersja modowa ogranicza szerokość pasma w miarę zwiększania się odległości transmisji.
Powszechnie sklasyfikowane-indeksowe kategorie włókien wielomodowych obejmują OM1, OM2, OM3, OM4 i OM5. OM1 jest powszechnie kojarzony z geometrią 62,5/125 µm, podczas gdy OM2 do OM5 wykorzystuje geometrię 50/125 µm. OM3 i OM4 to światłowody zoptymalizowane pod kątem lasera-szeroko stosowane w optyce Ethernet{{18}o krótkim zasięgu 850 nm, a OM5 to szerokopasmowe światłowody wielomodowe 50 µm przeznaczone do systemów wykorzystujących wiele krótkich fal.
Światłowód wielomodowy jest powszechnie wybierany do krótkich łączy-pomieszczeń, budynków i centrów danych-, gdzie zainstalowana odległość mieści się w zasięgu wybranych modułów optycznych. Większy rdzeń sprawia również, że sprzęganie światła ze światłowodem jest mniej wymagające niż w przypadku systemów jednomodowych, chociaż czystość złącza, polaryzacja, tłumienie i kompatybilność transceivera nadal mają znaczenie.
Co to jest światłowód jednomodowy-?
Światłowód jednomodowy-ma znacznie mniejszy rdzeń i jest zaprojektowany do obsługi podstawowego trybu propagacji w zamierzonych warunkach pracy. W materiałach wprowadzających często jest opisywany jako mający rdzeń o grubości około 9 µm, ale specyfikacje techniczne światłowodu jednomodowego również w dużym stopniu opierają się na średnicy pola modowego, która różni się w zależności od konstrukcji światłowodu i długości fali.
Ponieważ włókno jednomodowe- pozwala uniknąć dyspersji modowej ograniczającej łącza wielomodowe, nadaje się do transmisji na znacznie większe odległości. Typowe długości fal roboczych obejmują 1310 nm i 1550 nm, w zależności od sieci i interfejsu optycznego.
ITU-T G.652 to podstawowa rodzina referencyjna dla standardowego jednomodowego światłowodu i kabla. PrądZalecenie ITU-T G.652określa właściwości geometryczne, mechaniczne i transmisyjne tej klasy włókien.Włókno G.652.Djest szeroko stosowany w infrastrukturze dostępowej, metrze, szkieletowej i ogólnej infrastrukturze telekomunikacyjnej.
W przypadku sieci dostępowych i instalacji, w których spodziewane są mniejsze zagięcia, włókno G.657 zapewnia lepszą wydajność-strat zginających w porównaniu z G.652. PrądZalecenie ITU-T G.657obejmuje światłowód jednomodowy-niewrażliwy na straty-zginanie, w tym włókna kategorii A zaprojektowane pod kątem zgodności z konwencjonalnymi zastosowaniami G.652. W gęstych punktach końcowych, skrzynkach rozdzielczych i wewnętrznych drogach dojazdowych dostępne są opcje takie jakG.657.A2 zagina-niewrażliwe włóknomoże być przydatne, jeśli uzasadniają to określone wymagania dotyczące zginania.
Światłowód jednomodowy a światłowód wielomodowy: kluczowe różnice
| Czynnik | Światłowód jednomodowy- | Światłowód wielomodowy |
|---|---|---|
| Propagacja | Zaprojektowany do obsługi trybu podstawowego | Obsługuje wiele trybów propagacji |
| Typowy opis rozmiaru | Powszechnym uproszczonym opisem jest rdzeń o grubości około 9 µm; Średnica pola modowego jest ważnym parametrem inżynierskim | 50/125 µm dla OM2-OM5; 62,5/125 µm jest typowe dla OM1 |
| Wspólne długości fal | 1310 nm i 1550 nm, w zależności od interfejsu | 850 nm jest powszechne w przypadku nowoczesnej-sieci Ethernet o krótkim zasięgu; inne długości fal zależą od systemu |
| Główny problem dotyczący dyspersji | Dyspersja w trybie chromatycznym i polaryzacyjnym- staje się istotna w systemach o wyższej-przepustowości lub dłuższych | Dyspersja modowa jest głównym ograniczeniem zasięgu |
| Typowy zasięg | Od krótkich łączy po dziesiątki kilometrów lub więcej, w zależności od optyki i konstrukcji łącza | Zwykle krótki zasięg, a rzeczywista odległość zależy od jakości światłowodu, szybkości transmisji danych i specyfikacji transceivera |
| Typowa optyka | Laserowe-interfejsy LR, ER, ZR, spójne, PON i inne-interfejsy specyficzne dla aplikacji | Optyka-krótkiego zasięgu, zwykle wykorzystująca źródła VCSEL 850 nm dla sieci Ethernet |
| Typowe zastosowania | FTTx, szkielet kampusu, metro, telekomunikacja,-łącza przemysłowe o dużym zasięgu, komunikacja użyteczności publicznej,-wzajemne połączenia między centrami danych | Wewnętrzne łącza-centrów danych, pomieszczenia ze sprzętem, szkielety budynków, krótkie łącza korporacyjne |
| Zwiększ elastyczność | Ogólnie silniejsze, tam gdzie mogą być wymagane systemy optyczne o większym zasięgu lub-wydajności w przyszłości | Dobre w przypadku zdefiniowanych architektur-o krótkim zasięgu, ale zasięg aktualizacji może być ograniczony przez zainstalowaną wersję OM |
Jak daleko można przesyłać światłowód jednomodowy i wielomodowy?
Nie ma technicznie poprawnej odpowiedzi, takiej jak „tryb wielomodowy działa do 550 metrów” lub „tryb jednomodowy działa na dystansie 100 kilometrów”. Typ światłowodu to tylko jedna część łącza. Rzeczywista obsługiwana odległość zależy od standardu Ethernetu lub transportu, mocy startowej transceivera, czułości odbiornika, długości fali, tłumienia światłowodu, dyspersji modalnej lub chromatycznej, strat na złączu, strat na splocie i wszelkich marginesów projektowych.
Poniższe wartości są raczej użytecznymi przykładami niż uniwersalnymi limitami kabli:
| Przykład interfejsu optycznego | Błonnik | Przykładowy zasięg | Co pokazuje |
|---|---|---|---|
| 1000BASE-SX | Wielomodowy 50 µm | Do 550 m w przypadku starszych modeli MMF 50 µm zgodnie z opublikowaną specyfikacją Cisco; niektóre konfiguracje zoptymalizowane pod kątem lasera-50 µm zapewniają większy zasięg | Często-podawana liczba 550 m dotyczy konkretnych kombinacji 1 GbE, a nie wszystkich łączy wielomodowych |
| 10GBASE-SR | Wielomodowy OM3 | Do 300 m w specyfikacji Cisco SFP+ | Wyższe szybkości transmisji danych mogą zmniejszyć zasięg wielomodowy |
| 10GBASE-SR | Wielomodowy OM4 | Do 400 m w specyfikacji Cisco SFP+ | Wyższe-klasy OM o wyższej przepustowości mogą rozszerzyć obsługiwane łącza o krótkim-zasięgu |
| 10GBASE-LR | G.652 w trybie pojedynczym- | 10 km w specyfikacji Cisco SFP+ | Tryb pojedynczy-obsługuje znacznie dłuższe łącza Ethernet z optyką-o dużym zasięgu |
| 10GBASE-ER | G.652 w trybie pojedynczym- | Do 40 km w specyfikacji Cisco SFP+ | Klasa transceivera, a nie samo światłowód, określa obsługiwany zasięg systemu |
CiscoSpecyfikacje Gigabit Ethernet SFPISpecyfikacje 10GBASE SFP+ilustrują, dlaczego tabele-doboru włókien powinny zawsze zawierać zarówno interfejs optyczny, jak i gatunek włókna.
W przypadku rzeczywistego projektu użyj specyfikacji transceivera producenta sprzętu jako obowiązującej wartości zasięgu i sprawdź całkowitą utratę kanału. Kabel, który jest fizycznie wystarczająco długi, nie jest automatycznie łączem optycznym spełniającym wymagany budżet mocy i dyspersji.
Czy światłowód jedno-modowy jest szybszy niż światłowód wielomodowy?
Nie należy opisywać samego światłowodu jako posiadającego jedną stałą „prędkość”. Zarówno okablowanie jedno-, jak i wielomodowe może przenosić duże szybkości transmisji danych, jeśli jest dopasowane do właściwej optyki i standardów. Praktyczna różnica polega na tym, że przepustowość wielomodowa jest silniej ograniczona przez dyspersję modową na odległość, podczas gdy światłowód jednomodowy zapewnia medium transmisyjne, które jest lepiej dostosowane do systemów optycznych o dużym zasięgu i-bardzo dużej przepustowości.
W przypadku łącza 10 GbE w jednym pomieszczeniu sprzętowym całkowicie odpowiednie mogą być OM3 lub OM4. W przypadku wielo-kilometrowej sieci szkieletowej kampusu 10 GbE bardziej odpowiednią architekturą jest 10GBASE-LR przez światłowód jednomodowy. Szybkość transmisji danych jest taka sama; system optyczny i obsługiwany zasięg są różne.
Co kosztuje mniej: tryb jedno-czy wielomodowy?
Tryb wielomodowy był tradycyjnie atrakcyjny w przypadku sieci-o krótkim zasięgu, ponieważ kompatybilna optyka-o krótkim zasięgu może być ekonomiczna. Jednak wybór światłowodu wyłącznie przy założeniu, że „wielomodowy jest tańszy” jest ryzykowny. Ceny modułów zmieniają się z biegiem czasu, różne platformy przełączników obsługują różną optykę, a zainstalowane okablowanie może działać znacznie dłużej niż transiwery.
Lepszym porównaniem jest całkowity koszt instalacji:
- koszt kabla światłowodowego i zakończenia;
- koszt transiwera na obu końcach;
- kable krosowe, adaptery i panele;
- testowanie i certyfikacja;
- liczba przełączników pośrednich lub-punktów konwersji mediów;
- przyszła migracja do wyższych szybkości transmisji danych;
- koszt późniejszej wymiany zainstalowanego szkieletu.
W przypadku stałego, krótkiego łącza wewnętrznego wielomodowość może nadal być rozsądnym wyborem pod względem kosztów. W przypadku infrastruktury szkieletowej, która ma obsługiwać kilka generacji sprzętu,-tryb jednomodowy może zmniejszyć ryzyko przyszłego ograniczenia zasięgu, nawet jeśli oryginalne moduły optyczne nie są-tańszą opcją.
Prawidłowe scenariusze zastosowań
1. Centra danych i pomieszczenia sprzętowe
Wielomodowy interfejs OM3 lub OM4 jest zwykle odpowiedni do-krótkiego zasięgu łączy serwerów, przełączników i paneli połączeniowych-, gdy określony interfejs Ethernet obsługuje wymaganą odległość. OM5 można rozważyć tam, gdzie wybrana architektura optyczna szczególnie czerpie korzyści z szerokopasmowej pracy wielomodowej.
Tryb pojedynczy-jest odpowiedni tam, gdzie centrum danych wymaga większego zasięgu wewnętrznego, łączności w kampusie, połączeń-centrów danych lub strategii modernizacji opartej na optyce jednomodowej. W przypadku architektur-o większej gęstości typ światłowodu musi być również dostosowany do formatu złącza, liczby linii, polaryzacji i wybranegoszybki{0}}transceiver optyczny. Aby uzyskać szerszy pogląd na decyzje dotyczące topologii i okablowania, zobacz stronę internetowąwskazówki dotyczące centrum danych-światłowodowego-.
2. Budynki biurowe i sieci korporacyjne
W przypadku krótkich łączy budowlanych tryb wielomodowy może być praktyczny, szczególnie tam, gdzie istniejąca infrastruktura OM3 lub OM4 już pasuje do wymaganej optyki. W przypadku tworzenia-łącz-lub łączy szkieletowych kampusu, tryb pojedynczy-często zapewnia większy zasięg i przejrzystszą,-terminową ścieżkę aktualizacji.
Konstrukcja kabla musi nadal pasować do środowiska instalacji. Odporność ogniowa, wymagania dotyczące pionu lub przestrzeni nadsufitowej, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na zginanie i wymagania dotyczące przejścia wewnątrz/na zewnątrz to odrębne kwestie od kwestii jedno-modu i wielomodu. Jakiśwewnętrzny kabel optycznymoże zawierać dowolny typ światłowodu, w zależności od projektu produktu i wymagań sieci.
3. FTTx i dostęp szerokopasmowy
Światłowód jednomodowy to standardowy wybór w przypadku dostępu FTTx, ponieważ sieci dystrybucyjne i przyłączowe muszą pokonywać znacznie większe odległości niż typowe łącza LAN na poziomie pomieszczenia- i mogą wymagać pasywnego podziału optycznego. G.652.D jest powszechnie stosowany w infrastrukturze jednomodowej-, natomiast włókna G.657 są szczególnie przydatne tam, gdzie kable dostępowe są bardziej rygorystycznie prowadzone i zaginane w pobliżu siedziby klienta lub punktów dystrybucji.
4. Połączenia metropolitalne, szkieletowe i dalekobieżne
Światłowód jednomodowy to normalny wybór w przypadku transmisji w metrze, sieci szkieletowej, między-kampusami i-na duże odległości. Jednak twierdzenie, że-tryb pojedynczy „automatycznie obsługuje setki kilometrów” jest niepełne. Przy tych odległościach projekt systemu musi uwzględniać wybraną długość fali, budżet mocy optycznej, dyspersję chromatyczną, architekturę wzmacniacza, jeśli ma to zastosowanie, straty na złączach i złączach oraz dokładny transceiver lub platformę transportową.
5. CCTV i monitoring przemysłowy
W przypadku krótkich łączy-kamer bezpieczeństwa wewnątrz budynku lub obiektu lokalnego tryb wielomodowy może się dobrze sprawdzić, jeśli optyka Ethernet i odległość są zgodne. W przypadku kamer rozmieszczonych na dużych terenach przemysłowych, autostradach, korytarzach użyteczności publicznej lub sieciach miejskich tryb pojedynczy-jest zwykle bardziej praktyczny ze względu na większy zasięg między aktywnymi węzłami.
Wyboru należy dokonać w oparciu o topologię sieci i interfejs optyczny, a nie słowo „CCTV”. Łącze nadrzędne kamery o długości 100 m i szkielet monitorowania o długości 10 km powodują różne problemy z transmisją, nawet jeśli oba przesyłają obraz.
6. Komunikacja zewnętrzna i użytkowa
Instalacja na zewnątrz nie wymaga automatycznie-światła jednomodowego. „Na zewnątrz” opisuje wymagania środowiskowe i mechaniczne, takie jak narażenie na promieniowanie UV, ochrona przed wilgocią, obciążenie rozciągające, odporność na zgniatanie, rozpiętość anteny, instalacja kanałów lub bezpośrednie zakopywanie. W konstrukcjach kabli zewnętrznych można stosować zarówno włókna jedno-modowe, jak i wielomodowe.
Niemniej jednak długie zewnętrzne łącza szkieletowe i łącza użyteczności publicznej preferują tryb jedno-, ponieważ wymagania dotyczące odległości są zwykle większe. Należy wówczas oddzielnie dobrać konstrukcję kabla do trasy np. kanałową, podziemną lubnapowietrzny kabel światłowodowy-.
Czy w projekcie można używać światłowodu jedno-jednomodowego i wielomodowego?
Tak, ale granica musi być odpowiednio zaprojektowana. Kampus może używać światłowodu jednomodowego-w przypadku długiej zewnętrznej sieci szkieletowej i światłowodu wielomodowego w przypadku krótkich łączy wewnętrznych. Ważną kwestią jest to, że oba media powinny normalnie spotykać się w aktywnym sprzęcie sieciowym, który zapewnia właściwy interfejs optyczny dla każdego segmentu.
Nie traktuj włókien-jednomodowych i wielomodowych jako wymiennych żył, które można po prostu połączyć ze sobą, tworząc jedno przezroczyste łącze. Ich charakterystyka trybu i powiązane transceivery są różne. Bezpośrednie ich mieszanie może spowodować poważną utratę sprzężenia lub niestabilną pracę. Jeżeli projekt wykorzystuje oba media, należy udokumentować punkt konwersji, typ transiwera, interfejs złącza i budżet strat dla każdego segmentu.
Jak wybrać między światłowodem jedno- a wielomodowym
- Zdefiniuj szybkość transmisji danych i protokół.Zacznij od faktycznego interfejsu: 1 GbE, 10 GbE, 25 GbE, 40 GbE, 100 GbE, PON, Fibre Channel lub inny system transportowy.
- Zmierz rzeczywistą długość kanału.Uwzględnij trasy instalowania poprawek i rozsądny margines instalacji, zamiast stosować odległość w linii prostej.
- Wybierz transceiver optyczny.Sprawdź obsługiwany przez producenta typ światłowodu, długość fali, złącze i maksymalny zasięg kanału.
- Potwierdź zainstalowany lub proponowany gatunek włókna.W przypadku trybu wielomodowego zidentyfikuj OM1, OM2, OM3, OM4 lub OM5, a nie wpisz tylko „MMF”. W przypadku trybu pojedynczego- sprawdź odpowiednią specyfikację światłowodu i konstrukcję kabla.
- Oblicz budżet strat optycznych.Uwzględnij tłumienie światłowodu, złącza, spawy, elementy pasywne i margines projektu.
- Sprawdź osobno środowisko instalacji.Odporność ogniowa w pomieszczeniach, blokowanie wody na zewnątrz, obciążenie rozciągające anteny, wymiary kanałów, promień zgięcia i ochrona mechaniczna to wymagania-konstrukcji kabla, a nie zasady-trybu transmisji.
- Rozważ ścieżkę aktualizacji.Jeśli kabel będzie instalowany przez kilka generacji sprzętu aktywnego, porównaj przyszłą optykę i sięgnij przed optymalizacją tylko pod kątem dzisiejszej ceny modułu.
Praktyczny przykład selekcji
Rozważmy lokalizację z połączeniem o długości 2,5 km pomiędzy dwoma budynkami i kilkoma krótkimi połączeniami o długości mniejszej niż 100 m wewnątrz każdego pomieszczenia ze sprzętem. Rozsądna architektura może wykorzystywać światłowód jednomodowy-i optykę-o dużym zasięgu dla sieci szkieletowej o długości 2,5 km, podczas gdy istniejące okablowanie OM3 lub OM4 może w dalszym ciągu obsługiwać kompatybilne łącza o krótkim-zasięgu wewnątrz budynków.
Nie jest to zalecenie łączenia trybu pojedynczego-bezpośrednio z trybem wielomodowym. Każdy segment światłowodu musi być zakończony sprzętem lub punktem konwersji wykorzystującym optykę zaprojektowaną dla tego segmentu. Przykład pokazuje po prostu, dlaczego kampus mieszany może wykorzystywać oba typy włókien bez traktowania ich jako jednego ciągłego ośrodka optycznego.
Często zadawane pytania
Czy światłowód jedno-modowy i wielomodowy można podłączyć bezpośrednio?
Zwykle nie należy ich łączyć tak, jakby były wymiennymi częściami jednego kanału optycznego. Systemy jedno-modowe i wielomodowe wykorzystują różne charakterystyki propagacji i zazwyczaj różne transceivery optyczne. Jeżeli wymagane są obydwa media, należy zastosować sprzęt aktywny, konwersję mediów lub specjalnie udokumentowany projekt interfejsu.
Czy światłowód jednomodowy-jest zawsze lepszy niż wielomodowy?
Nie. Tryb jedno-zapewnia znacznie większy zasięg i dużą-długoterminową elastyczność, ale tryb wielomodowy pozostaje praktycznym wyborem w przypadku wielu łączy o krótkim-zasięgu. Lepszą opcją jest ta, która spełnia wymagany interfejs, odległość, budżet i plan modernizacji przy najniższym ogólnym ryzyku projektu.
Czy światłowód wielomodowy może przebiegać na dystansie 1 km?
Czasami przy określonej-szybkości lub specjalnie obsługiwanych kombinacjach optycznych, ale 1 km nie jest ogólną zasadą projektowania wielomodowego. Na przykład Cisco dokumentuje niektóre operacje w paśmie 1000BASE-SX za pośrednictwem-zoptymalizowanego laserowo światłowodu wielomodowego 50 µm na odległościach większych niż powszechnie podawane 550 m. Zawsze sprawdzaj dokładną kombinację transceivera i światłowodu.
Czy OM4 jest lepszy od OM3?
OM4 zapewnia wyższą określoną przepustowość modalną niż OM3 i może obsługiwać większy zasięg w przypadku niektórych interfejsów optycznych-krótkofalowych. Nie oznacza to, że każdy projekt musi wykorzystywać OM4; jeśli kanał OM3 już spełnia specyfikację odległości i plan aktualizacji wybranego interfejsu, może pozostać odpowiedni.
Jaka jest różnica pomiędzy włóknem G.652.D i G.657?
Obydwa są rodzinami włókien-jednomodowych. G.652 definiuje konwencjonalną charakterystykę światłowodu-jednomodowego, podczas gdy G.657 zaprojektowano pod kątem poprawy-strat zginających. Włókna G.657 kategorii A mają zachować kompatybilność z zastosowaniami typu G.652-, zapewniając jednocześnie większą wydajność zginania w środowiskach dostępowych i o gęstym routingu.
Jakiego światłowodu użyć do centrum danych?
W przypadku krótkich łączy wewnętrznych powszechny jest tryb wielomodowy OM3 lub OM4, jeśli pasuje do wybranej optyki-o krótkim zasięgu. Tryb pojedynczy-jest często preferowany w przypadku dłuższych łączy-centrów danych, połączeń kampusowych, połączeń wzajemnych-centrów danych lub architektur, w których priorytetem jest elastyczność-zasięgu długoterminowego. Przed ukończeniem okablowania należy sprawdzić plan działania dotyczący transceivera.
Który światłowód jest lepszy do CCTV na zewnątrz?
W przypadku długich zewnętrznych szkieletów CCTV, tryb pojedynczy-jest zwykle bardziej praktycznym medium transmisji ze względu na zasięg. W przypadku krótkich lokalnych łączy zewnętrznych tryb wielomodowy może również działać, jeśli interfejs optyczny obsługuje odległość. Oddzielnie sam kabel musi mieć konstrukcję zewnętrzną odpowiednią do trasy i narażenia środowiskowego.
Ostateczna zasada wyboru
Nie wybieraj światłowodu za pomocą jednego skrótu, np. „wewnętrzny oznacza wielomodowy” lub „zewnętrzny oznacza jedno-trybowy”. Najpierw zdefiniuj szybkość transmisji danych i optykę, a następnie sprawdź odległość, klasę światłowodu, budżet strat, środowisko instalacji i przyszłe wymagania dotyczące modernizacji. W przypadku większości łączy-o krótkim{4}}pomieszczeniach i centrach danych-o krótkim zasięgu, tryb wielomodowy pozostaje ważną opcją. W przypadku FTTx, szkieletowych sieci kampusowych, sieci metra i dłuższej transmisji przemysłowej lub zewnętrznej preferowanym fundamentem jest zazwyczaj tryb pojedynczy.