Viena{0}}režīmu šķiedru un vairāku-režīmu šķiedru

Viena{0}}režīmu šķiedra (SMF)

Kā tas darbojas

Viena{0}}moda šķiedras kodols ir tikai8 līdz 10 mikrometriplats - aptuveni viena-desmitā daļa no cilvēka mata platuma. Šis mazais kodols ir galvenais. Tas ir pietiekami mazs, lai caur to vienlaikus varētu pārvietoties tikai viens gaismas stars, virzoties taisnā līnijā no viena gala uz otru. Tā kā visa gaisma iet vienu un to pašu ceļu, signāls paliek ass un neizplatās. To saucmodālā izkliede, un viena -moda šķiedras būtībā nav nekā no tā.

Lai izspiestu gaismu caur tik mazu atveri, SMF ir nepieciešams alāzera gaismas avots. Lāzeri rada ļoti fokusētu, šauru staru - tieši to, kas jums nepieciešams. Negatīvā puse ir tāda, ka lāzera-uztvērēji maksā vairāk nekā LED vai VCSEL avoti, ko izmanto daudzrežīmu sistēmās. Tomēr jebkurai saitei, kurai jāpārvar lieli attālumi vai ļoti liels joslas platums, veiktspēja ir papildu izmaksu vērta.

Kur tas spīd: reāli{0}}pasaules piemēri

Viena{0}}režīma šķiedra dominē jebkurā lietojumprogrammā, kur signālam ir jānodod tālu. Daži konkrēti piemēri:

Google globālajā optiskās šķiedras tīklā zemūdens kabeļu sistēmām tiek izmantota vienmoda{0}}šķiedru šķiedra, tostarp ĀTRĀK kabelis, kas savieno ASV un Japānu - vairāk nekā 9000 km garumā. (Avots: Google Cloud emuārs, 2022)

AT&T šķiedru-uz-mājām (FTTH) izvietošana visā ASV pilnībā balstās uz OS2 viena-režīma šķiedru, kas var atbalstīt datu pārraides ātrumu 1 Gb/s un vairāk 20 km vai vairāk attālumos vienā mezglā. (Avots: AT&T Investor Relations, 2023)

Hipermēroga datu centri, piemēram, tie, kurus pārvalda AWS un Microsoft Azure, izmanto viena{0}}moda šķiedru starpēku un{1}}pilsētu mugurkaula saitēm, kur attālums pārsniedz 500 metri.

Atsauces uz avotiem: Google Infrastructure, AT&T FTTH Whitepaper 2023, IEEE 802.3 Standard

OS1 un OS2 standarti

Vienmoda{0}}šķiedra ir pieejama divās galvenajās kategorijās.OS1ir paredzēts lietošanai iekštelpās -, kas iet cauri sienām, kabeļu renēm un ēkas stāvvadiem. Tā maksimālais signāla zudums ir 1,0 dB uz kilometru.OS2ir paredzēts āra instalācijām, kur šķiedra ir aizsargāta vaļīgās caurulēs kabeļa apvalka iekšpusē. Operētājsistēmā OS2 tiek sasniegts daudz mazāks signāla zudums - ne vairāk kā 0,4 dB/km -, tāpēc tas tiek izmantots gariem pilsētiņas braucieniem, pilsētas-plašiem metro tīkliem un tālsatiksmes{6}}savienojumiem starp pilsētām.

Ja izmantojat šķiedru starp divām universitātes pilsētiņas ēkām vai savienojat attālās vietnes, OS2 gandrīz vienmēr ir pareizā izvēle. OS1 ir jēga, ja jūs veicat kabeļus vienā ēkā, un maksa par metru ir svarīgāka par maksimālo sasniedzamību.

Multi{0}}Mode Fiber (MMF)

Kā tas darbojas

Vairāku{0}}režīmu šķiedras pieeja atšķiras. Tās kodols ir daudz lielāks -50 mikrometrilielākajā daļā mūsdienu instalāciju vai 62,5 µm vecākā OM1 kabelī. Ar šo lielāko kodolu ir viegli strādāt: tas pieņem gaismu no zemām-izmaksāmLED vai VCSEL avotinevis dārgi lāzeri, un tas ir piedodošāks, savienojot šķiedru galus kopā.

Kompromiss-irmodālā izkliede. Kad vairāki gaismas stari pārvietojas caur vienu un to pašu kodolu nedaudz atšķirīgos leņķos, tie nonāk tālākajā galā nedaudz atšķirīgos laikos. Nelielos attālumos tā nav problēma. Lielākos attālumos signāls kļūst neskaidrs un kļūst grūti nolasāms. Tas ir galvenais iemesls, kādēļ daudzrežīmu šķiedru{4} ir attāluma ierobežojums neatkarīgi no tā, cik labi ir jūsu raiduztvērēji.

Mūsdienu NMF izmanto pakāpenisku-indeksa dizainu -, kodols ir izveidots tā, lai gaismas stari, kas virzās tālāk no centra, pārvietotos ātrāk, palīdzot tiem nonākt aptuveni tajā pašā laikā kā stari centra tuvumā. Tas daļēji kompensē modālo izkliedi, un tāpēc jaunākās OM kategorijas darbojas daudz labāk nekā OM1.

OM standarti: OM1 līdz OM5

OM klasifikācijas sistēma (definēta saskaņā ar ISO/IEC 11801) norāda, cik lielu joslas platumu var pārvadāt daudzrežīmu šķiedra un cik tālu. Katra paaudze ir labāka par iepriekšējo:

Avots: ISO/IEC 11801:2017, TIA-492AAAE (OM5 standarts)

OM1 un OM2 patiešām ir aktuāli tikai tad, ja strādājat ar esošo infrastruktūru. Jebkurai jaunai instalācijai sāciet vismaz ar OM3. OM4 ir mūsdienās visplašāk instalētais standarts, un tas nodrošina labu līdzsvaru starp izmaksām un veiktspēju. OM5 ir vērts apsvērt, ja plānojat 40 G vai 100 G ātrumu un vēlaties izmantot mazāk šķiedru pavedienu, izmantojot īsviļņu dalīšanas multipleksēšanu (SWDM).

Reāls{0}}pasaules piemērs:Cisco datu centra projektēšanas rokasgrāmatasieteikt OM4 kā bāzes līniju jauniem 10G un 25G izvietojumiem, savukārt OM5 vietām, kuras plāno pāriet uz 100G tuvāko gadu laikā. (Avots: Cisco Data Center Design Guide, 2023)

Virziena-uz-galvas salīdzinājums

Avots: TIA-568.3-D, ISO/IEC 11801, IEEE 802.3 Ethernet standarti

Kā izvēlēties pareizo šķiedru

Izvēle ir atkarīga no trim lietām: attāluma, joslas platuma un budžeta. Šeit ir vienkāršs veids, kā par to padomāt.

Izmantot viena{0}}režīma šķiedru, ja:

Jūsu kabeļa garums ir garāks par 500 metriem

Jums ir nepieciešams 100 G, 400 G vai lielāks ātrums - tagad vai nākotnē

Jūs pievienojat atsevišķas ēkas, pilsētiņas vai attālos datu centrus

Jūs veidojat šķiedru-uz--mājas (FTTH) piekļuves tīklam

Jūs vēlaties pēc iespējas mazāku signāla zudumu lielos attālumos

Izmantojiet vairāku{0}}režīmu šķiedru šādos gadījumos:

Visas jūsu saites atrodas vienā ēkā vai īsā universitātes pilsētiņā (līdz 300–550 m)

Jūs veidojat blīvus datu centra horizontālos kabeļus, kur galvenais faktors ir raiduztvērēja izmaksas

Jūsu mērķa ātrums ir 10 G vai 25 G (OM3/OM4) vai līdz 100 G pie neliela attāluma (OM5)

Sākotnējais budžets ir jāsaglabā pēc iespējas mazāks daudzām īsajām saitēm

Viens moments, kas bieži pārsteidz cilvēkus: lai gan vairāku{0}}režīmu kabelis maksā nedaudz vairāk par metru nekā viens{1}}režīms,raiduztvērēji ir daudz lētāki. Datu centram ar simtiem īsu savienojumu šie raiduztvērēja ietaupījumi ātri palielinās. 10 G SFP+ SR uztvērējs OM3/OM4 parasti maksā apmēram 15–30 ASV dolārus, savukārt līdzvērtīgs viena -moda LR uztvērējs var darbināt no 80–150 ASV dolāriem vai vairāk. (Avots: Fiberstore cenu dati, 2024. gada dati; pārbaudīti starp galvenajiem piegādātājiem)

No otras puses, 10-km mugurkaula savienojumam ir nepieciešams aktīvs aprīkojums, lai atjaunotu vairāku-režīmu signālu ilgi, pirms esat sasniedzis beigas -, savukārt viens-režīms bez problēmām nobrauktu visu attālumu. Tādā gadījumā viens režīms faktiski ir lētākais risinājums.

Bieži uzdotie jautājumi

Kāda ir galvenā atšķirība starp viena{0}}moda un daudzmodu{1}}šķiedru?

Kodola izmērs. Viena-režīma šķiedrai ir ļoti mazs kodols (~9 µm), kas nodrošina tikai vienu gaismas ceļu, nodrošinot ļoti mazu signāla zudumu un spēju pārvarēt lielus attālumus. Daudzrežīmu šķiedrai ir lielāks kodols (50 vai 62,5 µm), kas atbalsta daudzus gaismas ceļus, kas ierobežo attālumu, bet ļauj izmantot lētākus raiduztvērējus.

Kad man vajadzētu izmantot vienmoda{0}}šķiedru?

Ikreiz, kad kabeļa garums ir garāks par dažiem simtiem metru vai ja nepieciešams ļoti liels joslas platums, piemēram, 100 G vai 400 G. Viens-režīms ir standarts WAN savienojumiem, tālsatiksmes{4}}saitēm, metro tīkliem un optiskā-uz-uz-mājām.

Vai vairāku-režīmu šķiedra ir lētāka nekā viena{1}}režīma?

Īsām saitēm jā -, jo raiduztvērēji maksā daudz mazāk. Taču garākām saitēm viena -režīms kopumā ir lētāks, jo jūs izvairīsities no signāla pastiprināšanas aprīkojuma, kas būtu nepieciešams vairāku-režīmiem. Līdzsvara-punkts ir aptuveni 300–500 metri atkarībā no jūsu izmantotā ātruma un aprīkojuma.

Kāda ir atšķirība starp OS1 un OS2?

Abi ir viena režīma{0}}standarti. OS1 ir paredzēts iekštelpu blīvam-buferētam kabelim ar signāla zudumu līdz 1,0 dB/km. OS2 ir paredzēts āra -caurules kabelim ar daudz mazāku zudumu — 0,4 dB/km -, tāpēc tas ir piemērots ilgākai kustībai starp ēkām un universitātes pilsētiņām.

Vai vairāku{0}}režīmu šķiedras var atbalstīt 100 G tīklus?

Jā, bet tikai nelielos attālumos. OM5 šķiedra, izmantojot SWDM (īsviļņu dalīšanas multipleksēšanu), var pārvadāt 100 G līdz 150 metriem. Lai iegūtu ilgāku laiku, jums ir nepieciešama viena-moda šķiedra.

Pēdējās domas

Ne viena{0}}režīmu, ne daudzmodu{1}}šķiedru šķiedra nav labāka katrā situācijā. Tie ir paredzēti dažādiem darbiem.

Viena{0}}moda šķiedrasniedz jums sasniedzamību un joslas platumu, kam vairāku{0}}režīmi vienkārši nevar atbilst. Ja jūsu tīkls aptver ēkas, pilsētiņas vai pilsētas - vai ja plānojat 400 G un vairāk, - viens{5}}režīms ir pareizais pamats.

Vairāku{0}}režīmu šķiedrasamazina izmaksas īsām, liela{0}} blīvuma vidēm, piemēram, datu centra serveru telpām un uzņēmuma LAN skapjiem. Visiem, kas ir mazāki par 500 metriem ar ātrumu 10 G līdz 100 G, tā ir praktiska,-pārbaudīta izvēle.

Mans vispārīgais ieteikums: ja jums ir šaubas par turpmākajām attāluma vai joslas platuma vajadzībām, izmantojiet viena{0}}režīmu. Pats kabelis nav dārgs, un OS2 šķiedru ir viegli atrast. Raiduztvērēji šodien maksā vairāk, taču cenas ir nepārtraukti kritušās -, un jums nebūs jāvelk kabelis atkārtoti, ja jūsu prasības pieaugs.

Ja veicat kabeļu pievienošanu jaunai datu centra zālei vai universitātes pilsētiņas LAN, kur visi attālumi nepārprotami ir mazāki par 300 metriem, OM4 joprojām ir stabils un rentabls risinājums 2024.–2025. gada izvietošanai.

Atsauces

• ISO/IEC 11801:2017 - vispārīgi kabeļi klientu telpām

• TIA-568.3-D — optisko šķiedru kabeļu komponentu standarts

• IEEE 802.3 Ethernet darba grupas standarti

• Cisco datu centra dizaina rokasgrāmata, 2023. gada izdevums

• AT&T FTTH Infrastructure Whitepaper, 2023. gads

• Google mākoņa infrastruktūras emuārs, Submarine Cable Systems, 2022. gads

• Fiberstore (FS.com) raiduztvērēja cenu un saderības dati, 2024.