Ühe-režiimi fiiber vs mitme-režiimiga fiiber

Ühemoodi{0}}kiud (SMF)

Kuidas see töötab

Ühemoodi{0}}kiul on südamik, mis on lihtsalt8-10 mikromeetritlai - ligikaudu üks-kümnendik juuksekarva laiusest. See pisike tuum on võti. See on piisavalt väike, et sellest saaks korraga läbi liikuda vaid üks valguskiir, liikudes sirgjooneliselt ühest otsast teise. Kuna kogu valgus liigub sama teed, jääb signaal teravaks ega levi laiali. Seda nimetataksemodaalne dispersioon, ja ühemoodi{0}}kiududel pole sellest sisuliselt midagi.

Valguse surumiseks läbi nii väikese avause vajab SMF alaservalgusallikas. Laserid toodavad väga fokuseeritud kitsa kiiret - täpselt seda, mida vajate. Negatiivne külg on see, et laser-põhised transiiiverid maksavad rohkem kui LED- või VCSEL-allikad, mida kasutatakse mitmerežiimilistes-süsteemides. See tähendab, et iga lingi puhul, mis peab läbima pikki vahemaid või kandma väga suurt ribalaiust, on jõudlus lisakulu väärt.

Kus see särab: tõelised{0}}näited maailmast

Ühemoodi{0}}kiud domineerib kõigis rakendustes, kus signaal peab jõudma kaugele. Mõned konkreetsed näited:

Google'i ülemaailmne kiudoptiline võrk kasutab oma veealuste kaablisüsteemide jaoks ühemoodi{0}}kiudkaablit, sealhulgas USA-d ja Jaapanit ühendavat KIIREMAT kaablit - üle 9000 km. (Allikas: Google Cloudi ajaveeb, 2022)

AT&T kiud-koju{-koju (FTTH) juurutamine kogu USA-s tugineb täielikult OS2 ühe-režiimiga kiudule, mis suudab toetada andmeedastuskiirust 1 Gbps ja rohkem vahemaadel 20 km või rohkem sõlme kohta. (Allikas: AT&T Investor Relations, 2023)

Hüperskaala andmekeskused, nagu need, mida haldavad AWS ja Microsoft Azure, kasutavad hoonetevaheliste-hoonete ja ülikoolilinnaku magistraallinkide loomiseks ühe-režiimiga kiudaineid, kui jookseb üle 500 meetri.

Allikaviited: Google'i infrastruktuur, AT&T FTTH Whitepaper 2023, IEEE 802.3 standard

OS1 ja OS2 standardid

Ühemoodilist{0}}kiudu on kahte peamist klassi.OS1on ehitatud siseruumides kasutamiseks -, mis kulgeb läbi seinte, kaablirennide ja hoone püstikute. Selle maksimaalne signaalikadu on 1,0 dB kilomeetri kohta.OS2on mõeldud välispaigaldisteks, kus kiud on kaitstud kaablisärgi sees olevates lahtistes torudes. OS2 saavutab palju väiksema signaalikadu - mitte rohkem kui 0,4 dB/km -, mistõttu kasutatakse seda pikkade ülikoolilinnakute, linna{5}}üleste metroovõrkude ja linnadevaheliste pikamaa{6}}ühenduste jaoks.

Kui kasutate kiudoptilist sidet ülikoolilinnaku kahe hoone vahel või ühendate kaugemaid kohti, on OS2 peaaegu alati õige valik. OS1 on mõttekas, kui ühendate kaabeldus ühes hoones ja meetri hind on olulisem kui maksimaalne ulatus.

Multi{0}}Mode Fiber (MMF)

Kuidas see töötab

Mitmemoodi{0}}kiud kasutab teistsugust lähenemist. Selle tuum on palju suurem -50 mikromeetritenamikus kaasaegsetes paigaldistes või 62,5 µm vanemas OM1 kaablis. Selle suurema tuumaga on lihtne töötada: see võtab vastu valgust alates madalast-kulustLED või VCSEL allikadkallite laserite asemel ja see on andestavam, kui ühendate kiu otsad kokku.

Kompromiss{0}}onmodaalne dispersioon. Kui mitu valguskiirt liigub läbi sama tuuma veidi erineva nurga all, jõuavad nad kaugemasse otsa veidi erinevatel aegadel. Lühikestel vahemaadel pole see probleem. Pikema vahemaa korral muudab see signaali häguseks ja muutub raskesti loetavaks. See on peamine põhjus, miks multi-režiimil on kauguspiirang, hoolimata sellest, kui head on teie transiiverid.

Tänapäevased rahaturufondid kasutavad astmelist-indeksikujundust -, südamik on konstrueeritud nii, et keskpunktist kaugemal liikuvad valguskiired liiguvad kiiremini, aidates neil jõuda umbes samal ajal kui keskuse lähedal olevad kiired. See kompenseerib osaliselt modaalset hajumist ja seetõttu toimivad uuemad OM-klassid palju paremini kui OM1.

OM standardid: OM1 kuni OM5

OM-klassifikatsioonisüsteem (määratletud standardiga ISO/IEC 11801) ütleb teile, kui palju ribalaiust võib mitme režiimiga kiud kanda ja kui kaugele. Iga põlvkond on parem kui eelmine:

Allikas: ISO/IEC 11801:2017, TIA-492AAAE (OM5 standard)

OM1 ja OM2 on tõesti asjakohased ainult siis, kui töötate olemasoleva infrastruktuuriga. Iga uue installi puhul alustage vähemalt OM3-st. OM4 on tänapäeval kõige laialdasemalt paigaldatud standard ning saavutab hea tasakaalu kulude ja jõudluse vahel. OM5 tasub kaaluda, kui plaanite kasutada 40G või 100G kiirust ja soovite lühikese lainejaotusega multipleksimise (SWDM) abil kasutada vähem kiudude kiude.

Näide reaalsest-maailmast:Cisco andmekeskuse disainijuhendidsoovitada OM4 uute 10G ja 25G juurutuste lähtealuseks ning OM5 asukohtade puhul, mis plaanivad järgmise paari aasta jooksul üle minna 100G-le. (Allikas: Cisco Data Centeri disainijuhend, 2023)

Pea{0}}peade võrdlus-

Allikas: TIA-568.3-D, ISO/IEC 11801, IEEE 802.3 Etherneti standardid

Kuidas valida õiget kiudu

Valik taandub kolmele asjale: kaugus, ribalaius ja eelarve. Siin on lihtne viis selle üle mõelda.

Kasutage ühe{0}}režiimiga kiudu, kui:

Teie kaabli pikkus on pikem kui 500 meetrit

Vajate 100 G, 400 G või suuremat kiirust - praegu või tulevikus

Ühendate eraldi hooned, ülikoolilinnakud või kaugandmekeskused

Ehitate kiudoptilist-kodu-juurdepääsuvõrku (FTTH)-

Soovite võimalikult väikest signaalikadu pikkadel vahemaadel

Kasutage mitme{0}}režiimiga kiudu, kui:

Kõik teie lingid asuvad ühes hoones või lühikeses ülikoolilinnakus (alla 300–550 m)

Ehitate välja tiheda andmekeskuse horisontaalse kaabelduse, kus transiiveri maksumus on peamine tegur

Teie sihtkiirused on 10 G või 25 G (OM3/OM4) või kuni 100 G lühikese ulatusega (OM5)

Paljude lühikeste linkide jaoks peate hoidma esialgse eelarve võimalikult madalana

Üks punkt, mis inimesi sageli üllatab: kuigi mitme-režiimi kaabel maksab veidi rohkem meetri kohta kui üksikrežiimi{1}}kaabel,transiiverid on palju odavamad. Sadade lühikeste ühendustega andmekeskuse puhul suureneb see transiiveri kokkuhoid kiiresti. 10G SFP+ SR-transiiver OM3/OM4 jaoks maksab tavaliselt umbes 15–30 dollarit, samas kui samaväärne ühe-režiimiga LR-transiiver võib töötada 80–150 dollarit või rohkem. (Allikas: Fiberstore'i hinnaandmed, 2024; kontrollitud suuremate tarnijate lõikes)

Teisest küljest vajate 10-kilomeetrise magistraalühenduse jaoks aktiivset varustust, et genereerida mitme{2}}režiimi signaal ammu enne lõppu jõudmist -, samas kui üksikrežiim läbiks kogu distantsi ilma probleemideta. Sel juhul on üherežiimiline üldiselt odavam valik.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on peamine erinevus ühe-- ja mitmemoodi{1}}kiudude vahel?

Südamiku suurus. Ühemoodi{1}}kiul on väga väike südamik (~9 µm), mis võimaldab ainult ühte valgusteed, andes sellele väga väikese signaalikadu ja võime katta pikki vahemaid. Mitmemoodilisel kiul on suurem südamik (50 või 62,5 µm), mis toetab paljusid valgusteid, mis piirab kaugust, kuid võimaldab kasutada odavamaid transiivereid.

Millal peaksin kasutama ühemoodi{0}}kiudkaablit?

Iga kord, kui teie kaabel on pikem kui paarsada meetrit või kui vajate väga suurt ribalaiust, näiteks 100 G või 400 G. Üksikrežiim-on WAN-ühenduste, kaugliinide{4}}linkide, metroovõrkude ja kiudoptilise-to-koju{7}}juurutamise standard.

Kas mitmemoodi{0}}kiud on odavam kui ühemoodi{1}}kiud?

Lühikeste linkide puhul jah -, sest transiiverid maksavad palju vähem. Kuid pikemate linkide puhul on üksikrežiim üldiselt odavam, kuna väldite signaali võimendusseadmeid, mida mitmes režiimis vaja{3}}. Tasakaalu-punkt on olenevalt kiirusest ja kasutatavast varustusest ligikaudu 300–500 meetrit.

Mis vahe on OS1 ja OS2 vahel?

Mõlemad on ühemoodi{0}}standardid. OS1 on mõeldud siseruumides kasutatava tiheda-puhverdatud kaabli jaoks, mille signaalikadu on kuni 1,0 dB/km. OS2 on mõeldud välistingimustes kasutatavale lahtisele -torukaablile, mille kadu on palju väiksem – 0,4 dB/km -, mistõttu sobib see pikemateks sõitudeks hoonete vahel ja ülikoolilinnakute vahel.

Kas multi{0}}kiudkiud toetab 100G võrke?

Jah, aga ainult lühikestel vahemaadel. SWDM-i (lühilainejaotusega multipleksimist) kasutav OM5 fiiber suudab kanda 100 G kuni 150 meetrit. Pikemaks ajaks vajate ühe-režiimiga kiudoptilist.

Viimased Mõtted

Igas olukorras pole paremad ei ühe{0}}- ega mitme{1}režiimiga kiud. Need on mõeldud erinevateks töödeks.

Ühemoodi{0}}kiudannab teile ulatuse ja ribalaiuse, millele mitm{0}}režiim lihtsalt ei sobi. Kui teie võrk hõlmab hooneid, ülikoolilinnakuid või linnu - või kui plaanite kasutada 400 G ja rohkem -, on üks{5}}režiim õige alus.

Mitmemoodi{0}}kiudhoiab kulud madalal lühikeste ja suure{0}}tihedusega keskkondade jaoks, nagu andmekeskuse serveriruumid ja ettevõtte LAN-i kapid. Kõikidele alla 500 meetri pikkusele 10–100 G kiirusel on see praktiline,-hästi tõestatud valik.

Minu üldine soovitus: kui kahtlete tulevaste kauguse või ribalaiuse vajaduste osas, kasutage ühe-režiimi. Kaabel ise ei ole kallis ja OS2 kiudaineid on lihtne leida. Transiiverid maksavad täna rohkem, kuid hinnad on pidevalt langenud - ja kui teie nõudmised kasvavad, ei pea te-kaablit uuesti välja tõmbama.

Kui ühendate uue andmekeskuse saali või täiendate ülikoolilinnaku kohtvõrku, kus kõik jooksud on selgelt alla 300 meetri, on OM4 siiski kindel ja kuluefektiivne valik aastateks 2024–2025.

Viited

• ISO/IEC 11801:2017 - kliendiruumide üldine kaabeldus

• TIA-568.3-D – kiudoptilise kaabli komponentide standard

• IEEE 802.3 Etherneti töörühma standardid

• Cisco andmekeskuse disainijuhend, 2023. aasta väljaanne

• AT&T FTTH infrastruktuuri valge raamat, 2023

• Google'i pilveinfrastruktuuri ajaveeb, veealused kaablisüsteemid, 2022

• Fiberstore (FS.com) transiiveri hinna- ja ühilduvusandmed, 2024