Πόσο μακριά μπορεί να τρέξει πραγματικά ένα καλώδιο οπτικών ινών; Αυτό εξαρτάται από περισσότερα από το ίδιο το καλώδιο. Ο τύπος ίνας, ο ρυθμός δεδομένων, το πρότυπο πομποδέκτη, το μήκος κύματος, η απώλεια σύνδεσης, η απώλεια συνδέσεως και ο προϋπολογισμός σύνδεσης παίζουν ρόλο. Μια σύνδεση 10G SR μέσω ίνας πολλαπλών λειτουργιών OM3 ξεπερνά περίπου 300 μέτρα, ενώ μια σύνδεση 10G LR μέσω OS2ίνα μονής-λειτουργίαςμπορεί να φτάσει τα 10 χλμ με την ίδια ταχύτητα. Το καλώδιο είναι μόνο μία μεταβλητή στην εξίσωση.
Κατά κανόνα λειτουργίας, η οπτική ίνα πολλαπλών λειτουργιών χειρίζεται μικρότερους συνδέσμους μέσα σε κέντρα δεδομένων, κτίρια και πανεπιστημιουπόλεις, ενώ η οπτική ίνα μονής-λειτουργίας καλύπτει μεγαλύτερες διαδρομές για κορμούς, δίκτυα μετρό και τηλεπικοινωνίες. Αλλά για να σχεδιάσετε μια πραγματική σύνδεση, πρέπει να ταιριάξετε το καλώδιο οπτικών ινών με τον σωστό οπτικό πομποδέκτη και να υπολογίσετε τον πλήρη προϋπολογισμό απώλειας.
Πόσο μακριά μπορεί να τρέξει το καλώδιο οπτικών ινών;
Το καλώδιο οπτικών ινών μπορεί να τρέξει από λίγα μέτρα έως και πάνω από 80 χιλιόμετρα, ανάλογα με το σχεδιασμό του δικτύου. Σύντομες συνδέσεις κέντρου δεδομένων σε πολυτροπική ίνα μπορεί να καλύπτουν δεκάδες ή εκατοντάδες μέτρα. Η ραχοκοκαλιά των επιχειρήσεων ή της πανεπιστημιούπολης σε πολυτροπικές ίνες OM3 ή OM4 λειτουργούν καλά για πολλές εφαρμογές 10G, 40G ή 100G εντός της ονομαστικής τους απόστασης. Για ζεύξεις μεγάλων αποστάσεων-, η ίνα μονής-λειτουργίας OS2 με τα σωστά οπτικά στοιχεία υποστηρίζει 10 km, 40 km, 80 km ή περισσότερα.
Δεν υπάρχει καθολική μέγιστη απόσταση καλωδίου οπτικών ινών. Το μέγιστο καθορίζεται από τον πλήρη σύνδεσμο - όχι μόνο από το καλώδιο.
Εξετάστε δύο κοινά σενάρια 10G. ΕΝΑΠομποδέκτης Cisco 10GBASE-SRπάνω από την πολυτροπική ίνα OM3 υποστηρίζει έως 300 m ή έως 400 m πάνω από OM4. Ένας πομποδέκτης 10GBASE-LR σε τυπική ίνα απλής-λειτουργίας υποστηρίζει 10 km. Ίδια ταχύτητα, πολύ διαφορετική προσέγγιση - επειδή ο πομποδέκτης και ο τύπος ίνας ορίζουν το όριο μαζί.
Τι καθορίζει την απόσταση του καλωδίου οπτικών ινών;
Τύπος ίνας: Μονή-Λειτουργία έναντι πολλαπλών λειτουργιών
Η ίνα μονής-λειτουργίας έχει μικρό πυρήνα - συνήθως περίπου 9 μm - και φέρει έναν κύριο τρόπο διάδοσης. Επειδή αποφεύγει τη τροπική διασπορά, υποστηρίζει υψηλότερο εύρος ζώνης σε μεγαλύτερες αποστάσεις. ΟΈνωση οπτικών ινών (FOA)εξηγεί στο εκπαιδευτικό της υλικό ότι η ίνα μονής-λειτουργίας δεν πάσχει από τη διασπορά των τρόπων λειτουργίας που περιορίζει την εμβέλεια της πολυτροπικής ίνας.
Η πολύτροπη ίνα έχει μεγαλύτερο πυρήνα, συνήθως 50/125 μm ή 62,5/125 μm. Επιτρέπει πολλαπλές διαδρομές φωτός, γεγονός που το καθιστά πρακτικό και οικονομικό-για συνδέσμους μικρής-προσέγγισης. Αλλά αυτοί οι πολλαπλοί τρόποι διαδίδουν σε απόσταση - ένα φαινόμενο που ονομάζεται τροπική διασπορά - και αυτό περιορίζει τόσο το εύρος ζώνης όσο και την προσέγγιση, ειδικά σε υψηλότερες ταχύτητες. Για μια βαθύτερη σύγκριση, δείτε το δικό μαςοδηγός μονής-λειτουργίας έναντι πολλαπλών ινών.
Ρυθμός δεδομένων και εύρος ζώνης
Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα, η υποστηριζόμενη απόσταση συνήθως μειώνεται. Ένας σύνδεσμος ινών που λειτουργεί σε 1G πάνω από 550 μέτρα OM3 μπορεί να φτάσει μόνο τα 300 μέτρα στα 10G και μόλις τα 70–100 μέτρα στα 100G με οπτικά SR4. Αυτή η σχέση είναι θεμελιώδης: ποτέ μην επιλέγετε οπτική ίνα μόνο με βάση το φυσικό της μήκος χωρίς να ελέγχετε τον στοχευόμενο ρυθμό δεδομένων.
Στην πράξη, ένας μηχανικός που αναβαθμίζει τη ραχοκοκαλιά της πανεπιστημιούπολης από 10G σε 100G θα διαπιστώσει συχνά ότι οι υπάρχουσες διαδρομές OM3 200–300 μέτρων δεν πληρούν πλέον τις προϋποθέσεις. Είτε ο βαθμός ίνας χρειάζεται αναβάθμιση είτε το πρότυπο του πομποδέκτη πρέπει να αλλάξει σε μία-επιλογή λειτουργίας όπως 100GBASE-DR ή 100GBASE-LR.
Τύπος πομποδέκτη και μήκος κύματος
Η οπτική μονάδα συχνά καθορίζει την πρακτική απόσταση περισσότερο από το ίδιο το καλώδιο. Τα οπτικά SR (μικρής-προσέγγισης), LR (μακράς-προσέγγισης), DR, FR, ER και ZR έχουν σχεδιαστεί για διαφορετικούς φακέλους προσέγγισης.
Για παράδειγμα, ένας πομποδέκτης 100GBASE-SR4 είναι μια λύση σύντομης-προσέγγισης πολλαπλών λειτουργιών που υποστηρίζει έως και 70 m πάνω από OM3 και 100 m πάνω από OM4 χρησιμοποιώνταςΥποδοχές MPO. Μια μονάδα 100GBASE-LR πάνω από ίνα μονής-λειτουργίας υποστηρίζει 10 km. Τα οπτικά συστήματα κλάσης ER και ZR εκτείνονται σε 40 km και 80 km αντίστοιχα. Το φύλλο δεδομένων του πομποδέκτη είναι πάντα η έγκυρη πηγή για τις αξιολογήσεις αποστάσεων.
Απώλεια σύνδεσης, σύνδεσης και ενημερωμένης έκδοσης κώδικα
Κάθε σύνδεσμος, προσαρμογέας, σύνδεση καιpatch panelπροσθέτει απώλεια εισαγωγής. Όσο μεγαλύτερο και πιο περίπλοκο είναι το κανάλι, τόσο περισσότερο συσσωρεύονται αυτές οι απώλειες.
Μια σύντομη σύνδεση με πολλά patch panel μπορεί να αποτύχει ακόμα και όταν το μήκος του καλωδίου είναι εντός της ονομαστικής μέγιστης απόστασης. Εν τω μεταξύ, μια μακρύτερη σύνδεση με καθαρούς συνδέσμους, συνδέσεις σύντηξης χαμηλών-απωλειών και σωστή δοκιμή μπορεί να αποδώσει αξιόπιστα. Σύμφωνα με τοΠρότυπο ANSI/TIA-568.3, οι προϋπολογισμοί απώλειας σύνδεσης θα πρέπει να αντιστοιχούν σε έως και 0,75 dB ανά ζεύγος ζεύγους, αν και-τα καλά κατασκευασμένα εργοστασιακά patchcords συνήθως είναι πολύ κάτω από 0,3 dB.
Σύνδεση προϋπολογισμού και ευαισθησίας δέκτη
Ένας σύνδεσμος ίνας λειτουργεί μόνο εάν φτάσει αρκετή οπτική ισχύς στον δέκτη. Ο προϋπολογισμός σύνδεσης είναι η διαφορά μεταξύ της ισχύος εξόδου του πομπού και της ελάχιστης ευαισθησίας του δέκτη. Ένας απλοποιημένος τύπος:
Διαθέσιμο περιθώριο συνδέσμου=Προϋπολογισμός ισχύος πομποδέκτη − εξασθένηση ίνας − απώλεια σύνδεσης − απώλεια συναρμογής − περιθώριο ασφαλείας
Για μια σύνδεση 10GBASE-SR, ο τυπικός οπτικός προϋπολογισμός είναι περίπου 6,1 dB. Εάν μια λειτουργία OM3 300-μέτρων εισάγει περίπου 1,05 dB εξασθένηση ινών (στα 3,5 dB/km) και έχετε δύο ζεύγη συνδέσμων που προσθέτουν 0,6 dB συνολικά, συν ένα περιθώριο ασφαλείας 1 dB, το εναπομένον περιθώριο άνεσης είναι περίπου 3,45 dB . Προσθέστε δύο ακόμη patch panels (άλλα 0,6 dB το καθένα) και το περιθώριο γίνεται πιο στενό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο υπολογισμός του προϋπολογισμού του συνδέσμου είναι σημαντικός, ειδικά σε μεγαλύτερες ή πιο σύνθετες εκτελέσεις.
Ποιότητα εγκατάστασης και ακτίνα κάμψης
Η κακή εγκατάσταση μπορεί να μειώσει την πρακτική απόσταση οποιουδήποτε συνδέσμου ινών. Οι σφιχτές στροφές, οι βρώμικες ακραίες όψεις των συνδέσμων, η υπερβολική τάση έλξης, η κακή συναρμογή και οι αταίριαστοι σύνδεσμοι αυξάνουν την απώλεια. Πάντα να επιθεωρείτε και να καθαρίζετε τους συνδετήρες πριν από το ζευγάρωμα, να ακολουθείτε τις απαιτήσεις του κατασκευαστή για την ελάχιστη ακτίνα κάμψης και να ελέγχετε την εγκατεστημένη ζεύξη με ένα σετ δοκιμής οπτικών απωλειών. Για τις βέλτιστες πρακτικές εγκατάστασης, ανατρέξτε στο μαςοδηγός εγκατάστασης καλωδίου οπτικών ινών.
Ενιαία-Απόσταση ίνας λειτουργίας
Η ίνα μονής-λειτουργίας είναι η τυπική επιλογή για συνδέσμους μεγάλης-απόστασης και υψηλού{2}}εύρους ζώνης. Εξυπηρετεί δίκτυα τηλεπικοινωνιών, αναπτύξεις FTTH, κορμούς πανεπιστημιουπόλεων, δακτυλίους μετρό, διασυνδέσεις κέντρων δεδομένων και καλωδίωση κορμού επιχειρήσεων.
Γιατί το Single-Fiber Mode υποστηρίζει μεγαλύτερες αποστάσεις
Η ίνα μονής-λειτουργίας μεταφέρει έναν κύριο τρόπο διάδοσης μέσω του πυρήνα των 9 μm, ο οποίος εξαλείφει εντελώς τη διασπορά των τρόπων. Είναι τυπικά βελτιστοποιημένο για μήκη κύματος 1310 nm και 1550 nm. Στα 1310 nm, η ίνα μονής-λειτουργίας OS2 έχει ονομαστική εξασθένηση περίπου 0,35 dB/km και στα 1550 nm πέφτει σε περίπου 0,22 dB/km. Συγκρίνετε αυτό με την πολύτροπη ίνα 3,5 dB/km στα 850 nm - περίπου δέκα φορές μεγαλύτερη απώλεια ανά χιλιόμετρο. Αυτή η θεμελιώδης διαφορά στην εξασθένηση είναι γιατί η ίνα μονής{17}}λειτουργίας κυριαρχεί για οτιδήποτε πέρα από εφαρμογές μικρής{18}}προσέγγισης.
Παραδείγματα κοινής μονής-Λειτουργίας απόστασης ινών
Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα τυπικά οπτικά Ethernet μονής-λειτουργίας και την κοινή τους εμβέλεια στις ίνες OS2. Αυτά τα στοιχεία βασίζονται σε τυπικές προδιαγραφές πομποδέκτη από πρότυπα Ethernet IEEE 802.3 και φύλλα δεδομένων προμηθευτή.
| Εφαρμογή | Τυπικές ίνες | Κοινή προσέγγιση |
|---|---|---|
| 1000BASE-LX | OS2 μονή-λειτουργία | 10 χλμ |
| 10 GBASE-LR | OS2 μονή-λειτουργία | 10 χλμ |
| 10GBASE-ER | OS2 μονή-λειτουργία | 40 χλμ |
| 100 GBASE-DR | OS2 μονή-λειτουργία | 500 m |
| 100 GBASE-FR | OS2 μονή-λειτουργία | 2 χλμ |
| 100 GBASE-LR | OS2 μονή-λειτουργία | 10 χλμ |
| Οπτικά κλάσης 100G ER/ZR | OS2 μονή-λειτουργία | 40–80 χλμ |
| 400GBASE-DR4 | OS2 μονή-λειτουργία | 500 m |
| 400 GBASE-FR4 | OS2 μονή-λειτουργία | 2 χλμ |
Επιβεβαιώνετε πάντα την ακριβή απόσταση στο φύλλο δεδομένων του πομποδέκτη για τη συγκεκριμένη ανάπτυξη. Αυτές είναι αναφορές σχεδιασμού, όχι εγγυημένα όρια για κάθε εγκατάσταση.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ίνα μονής-λειτουργίας για μικρές αποστάσεις;
Ναί. Πολλά σύγχρονα κέντρα δεδομένων εγκαθιστούν υποδομή μονής-λειτουργίας ακόμη και για σύντομους ή μεσαίους συνδέσμους για να απλοποιήσουν τις μελλοντικές αναβαθμίσεις. Μια ραχοκοκαλιά μίας-λειτουργίας μπορεί να μετεγκατασταθεί από 10G σε 100G σε 400G αλλάζοντας πομποδέκτες - χωρίς να απαιτείται εκ νέου καλωδίωση.
Ωστόσο, για πολύ σύντομους συνδέσμους μονής-λειτουργίας με οπτική-υψηλής ισχύος, ο δέκτης μπορεί να υπερφορτωθεί. Ορισμένα φύλλα δεδομένων πομποδέκτη καθορίζουν ένα ελάχιστο μήκος ζεύξης ή απαιτούν έναν οπτικό εξασθενητή για συνδέσμους μικρότερες από μια ορισμένη απόσταση. Για παράδειγμα, ορισμένες μονάδες ER 10GBASE- απαιτούν εξασθενητή 5 dB για συνδέσεις κάτω των 20 km.
Multimode Fiber Distance
Η πολύτροπη ίνα χρησιμοποιείται ευρέως για συνδέσεις μικρής-προσέγγισης σε κέντρα δεδομένων, κτίρια επιχειρήσεων, αίθουσες εξοπλισμού και περιβάλλοντα πανεπιστημιούπολης όπου οι διαδρομές βρίσκονται σε απόσταση λίγων εκατοντάδων μέτρων.
Γιατί το Multimode Fiber είναι μικρότερη-προσέγγιση
Επειδή η πολύτροπη ίνα επιτρέπει πολλαπλές διαδρομές φωτός μέσω του μεγαλύτερου πυρήνα των 50 μm, τα σήματα εξαπλώνονται σε απόσταση. Αυτή η τροπική διασπορά περιορίζει τόσο το εύρος ζώνης όσο και την εμβέλεια και το αποτέλεσμα χειροτερεύει σε υψηλότερες ταχύτητες. ΟΠοιότητες ινών OM(OM1 έως OM5) αντιπροσωπεύουν αυξανόμενα επίπεδα εύρους ζώνης τροπικού τρόπου, γι' αυτό και η πολυτροπική ίνα υψηλότερης-βαθμίδας υποστηρίζει μεγαλύτερες αποστάσεις με ταχύτερους ρυθμούς δεδομένων.
Επισκόπηση OM1, OM2, OM3, OM4 και OM5
| Τύπος ινών | Μέγεθος πυρήνα | Κοινό χρώμα σακακιού | Τυπική χρήση |
|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5/125 µm | Πορτοκάλι | Δίκτυα πολλαπλών λειτουργιών παλαιού τύπου (σε μεγάλο βαθμό καταργήθηκαν σταδιακά) |
| ΟΜ2 | 50/125 µm | Πορτοκάλι | Παλαιού τύπου 1G και ορισμένοι σύντομοι σύνδεσμοι 10G |
| ΟΜ3 | 50/125 µm | Aqua | Σύνδεσμοι κέντρων δεδομένων 10G, σύντομης-προσέγγισης 40G/100G |
| ΟΜ4 | 50/125 µm | Aqua ή violet (erika violet) | Σύνδεσμοι κέντρων δεδομένων υψηλότερης-απόδοσης, 10G/40G/100G |
| ΟΜ5 | 50/125 µm | πράσινο λάιμ | SWDM και επιλεγμένες εφαρμογές πολλαπλών λειτουργιών ευρείας ζώνης |
Η ίνα OM3 έχει εύρος ζώνης 2000 MHz·km στα 850 nm, ενώ η OM4 φτάνει τα 4700 MHz·km στο ίδιο μήκος κύματος. Αυτή η διαφορά εύρους ζώνης μεταφράζεται άμεσα σε προσέγγιση: στα 10G, το OM3 υποστηρίζει 300 m ενώ το OM4 υποστηρίζει 400 m. Η TIA τυποποίησε τις προδιαγραφές ινών OM4 μέσωANSI/TIA-568.3, και τοΗ Ethernet Alliance επιβεβαιώθηκετην απόσταση 400 μέτρων 10 GbE για το OM4 όταν η IEEE το ενσωμάτωσε στο πρότυπο 802.3.
Παραδείγματα κοινών πολυτροπικών αποστάσεων ινών
Σύγκριση απόστασης ινών πολλαπλών λειτουργιών OM3 και OM4 για συνδέσμους 10G 40G και 100G
| Ταχύτητα / Οπτικός Τύπος | ΟΜ3 | ΟΜ4 | Σημειώσεις |
|---|---|---|---|
| 10GBASE-SR | Έως 300 μ | Έως 400 μ | Duplex LC, 850 nm, IEEE 802.3ae |
| 25 GBASE-SR | Έως 70 μ | Έως 100 μ | Duplex LC, 850 nm |
| 40 GBASE-SR4 | Έως 100 μ | Έως 150 μ | MPO/MTP παράλληλος, 850 nm |
| 40G BiDi | 100 m | 150 m | Duplex LC, εξαρτάται από πομποδέκτη |
| 100 GBASE-SR4 | Έως 70 μ | Έως 100 μ | ΜΠΟ/ΜΤΡ παράλληλος, 850 nm |
| 100G BiDi / SR1.2 | 70 m | 100 m | Ορισμένες μονάδες υποστηρίζουν εκτεταμένη εμβέλεια OM5 |
Αυτές οι αποστάσεις προϋποθέτουν καθαρούς συνδέσμους, σωστή εγκατάσταση και τυπικούς προϋπολογισμούς απώλειας ζεύξης. Σε μια πραγματική ανάπτυξη, η μόλυνση των συνδέσμων, τα επιπλέον σημεία επικάλυψης ή οι σφιχτές στροφές μπορούν να μειώσουν τη χρησιμοποιήσιμη απόσταση κάτω από αυτές τις ονομαστικές τιμές.
Το OM5 πηγαίνει πάντα πιο μακριά από το OM4;
Όχι απαραίτητα. Το OM5 σχεδιάστηκε για να υποστηρίζει την πολυπλεξία διαίρεσης μικρού μήκους κύματος (SWDM) παρέχοντας καθορισμένο εύρος ζώνης σε πρόσθετα μήκη κύματος πέραν των 850 nm (συγκεκριμένα 883 nm και 953 nm). Σε τυπικές εφαρμογές SR που χρησιμοποιούν μόνο 850 nm, το OM5 ενδέχεται να μην προσφέρει σημαντικό πλεονέκτημα απόστασης έναντι του OM4. Το όφελος του OM5 εμφανίζεται κυρίως όταν ο πομποδέκτης έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιεί δυνατότητες SWDM -, για παράδειγμα, ορισμένες μονάδες SWDM 100G και 400G που μειώνουν τον αριθμό των ινών εκπέμποντας σε πολλαπλά μήκη κύματος.
Διάγραμμα απόστασης καλωδίου οπτικών ινών ανά εφαρμογή
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια πρακτική αναφορά σχεδιασμού για κοινά σενάρια ανάπτυξης. Δεν υποκαθιστά έναν σωστό υπολογισμό προϋπολογισμού σύνδεσης, αλλά βοηθά στον περιορισμό του σωστού τύπου ίνας και σύνδεσης για κάθε περίπτωση.
| Σενάριο | Συνιστώμενες ίνες | Κοινός σύνδεσμος | Τυπικό εύρος απόστασης |
|---|---|---|---|
| Διακομιστής σε εναλλαγή, ίδιο rack | DAC, AOC, OM3/OM4 ή OS2 | SFP/QSFP απευθείας προσάρτηση, LC | 1–7 m (DAC), έως 30 m (AOC) |
| Σειρά κέντρου δεδομένων ή σύνδεσμος δωματίου | OM3/OM4 ή OS2 | LCή MPO/MTP | 10–400 m |
| Κορυφαία επιχείρηση 10G | OM3/OM4 ή OS2 | LC duplex | 100 m έως 10 km |
| Κέντρο δεδομένων μικρής-πρόσβασης 40 G/100 G | OM3/OM4 με MPO/MTP ή duplex BiDi | MPO/MTPή LC | 70–150 m |
| Η ραχοκοκαλιά της Πανεπιστημιούπολης | OS2 μονή-λειτουργία | LC | 1–10 km+ |
| Σύνδεσμος τηλεπικοινωνιών / FTTH / μετρό | OS2 μονή-λειτουργία | SC, LC ή σκληρυμένος σύνδεσμος | 10–80 km+ |
Single-Mode vs Multimode Fiber Distance: Πώς να αποφασίσετε
Όταν το Multimode Fiber έχει νόημα
Το Multimode είναι μια ισχυρή επιλογή όταν ο σύνδεσμος παραμένει μέσα σε ένα κέντρο δεδομένων, κτήριο ή δωμάτιο εξοπλισμού και η απόσταση είναι αρκετά μικρή για οπτικά SR. Εάν η υπάρχουσα υποδομή είναι ήδη OM3 ή OM4 και η τρέχουσα απαίτηση ταχύτητας ταιριάζει εντός των ορίων απόστασης πολλαπλών λειτουργιών, δεν υπάρχει άμεσος λόγος να την αντικαταστήσετε. Οι πολυτροπικοί πομποδέκτες (κατηγορία SR) είναι συνήθως λιγότερο ακριβοί ανά θύρα από τα οπτικά μονής-λειτουργίας και η ίδια η ίνα κοστίζει λιγότερο ανά μέτρο για τον τερματισμό.
Ένα τυπικό σενάριο: ένα κέντρο δεδομένων με διακόπτες πάνω-του-rack συνδεδεμένους σε διακόπτες συγκέντρωσης άκρων-σειρών σε διαδρομές 20–50 μέτρων. Η ίνα OM4 με οπτικά 10G ή 25G SR το χειρίζεται εύκολα και το κόστος ανά σύνδεσμο είναι σημαντικά χαμηλότερο από μια εναλλακτική{10}}μονότροπη λειτουργία.
Όταν η ίνα μονής{{0}λειτουργίας είναι η καλύτερη επιλογή
Η μονή-λειτουργία έχει νόημα όταν ο σύνδεσμος υπερβαίνει την προσέγγιση πολλαπλών λειτουργιών, όταν χρειάζεστε αμελλοντική-απόδειξηγια αναβαθμίσεις 100G ή 400G ή κατά την κατασκευή υποδομών πανεπιστημιούπολης, μετρό, FTTH ή τηλεπικοινωνιών. Η διαφορά κόστους του καλωδίου μεταξύ της μονής-λειτουργίας OS2 και της πολλαπλής λειτουργίας OM4 είναι μέτρια και οι πομποδέκτες μίας-λειτουργίας έχουν μειωθεί σημαντικά στην τιμή τους. Για κάθε νέα βασική εγκατάσταση όπου η καλωδίωση θα παραμείνει στη θέση της για 10-15 χρόνια, η μονή{10}}λειτουργία είναι συνήθως η ασφαλέστερη μακροπρόθεσμη-επένδυση.
Ένα κοινό πρότυπο ανάπτυξης: ένα δίκτυο πανεπιστημιούπολης που συνδέει έξι κτίρια σε αποστάσεις 500 m έως 3 km. OS2 μονής-λειτουργίας καλώδια κορμού μεLC patch κορδόνιασε κάθε άκρο παρέχετε μια ραχοκοκαλιά που ξεκινά από 10G και μπορεί να μεταφερθεί σε 100G ή 400G αλλάζοντας μονάδες - χωρίς να αγγίξετε την καλωδιακή εγκατάσταση.
Για Κέντρα Δεδομένων
Τα OM3 και OM4 παραμένουν οι προεπιλογές για συνδέσμους μικρής-προσέγγισης, ειδικά με τα οπτικά SR. Ωστόσο, πολλά νέα σχέδια κέντρων δεδομένων υψηλής{4}}πυκνότητας υιοθετούν τη λειτουργία μονής-λειτουργίας OS2 για αρχιτεκτονικές σπονδυλικής στήλης-για την υποστήριξη διαδρομών μετεγκατάστασης 400G. Η μετατόπιση είναι ιδιαίτερα ορατή σε περιβάλλοντα υπερκλίμακας όπου τα 400GBASE-DR4 και 400GBASE-FR4 πάνω από ίνα μονής-λειτουργίας γίνονται τυπικά.
Για Κτίρια Επιχειρήσεων και Δίκτυα Πανεπιστημιουπόλεων
Μέσα σε ένα μόνο κτίριο, το OM3 ή το OM4 μπορεί να επαρκούν εάν οι διαδρομές παραμένουν κάτω από 300 μέτρα και το 10G πληροί την τρέχουσα και σχεδόν{4}}απαίτηση ταχύτητας. Για τη δημιουργία-προς-δημιουργία συνδέσμων ή ραχοκοκαλιά πανεπιστημιούπολης, η μονή-λειτουργία OS2 είναι συνήθως η ασφαλέστερη επιλογή, επειδή παρέχει μεγαλύτερες διαδρομές και υψηλότερες ταχύτητες χωρίς επανακαλωδίωση.
Για Telecom και FTTH
Η οπτική ίνα μίας-λειτουργίας είναι η μόνη πρακτική επιλογή για δίκτυα τηλεπικοινωνιών και FTTH. Αυτές οι εφαρμογές απαιτούν χαμηλή εξασθένηση σε μεγάλες αποστάσεις, υψηλή επεκτασιμότητα και υποστήριξη για τεχνολογίες όπως GPON, XGS-PON και 50G-PON. Η υποδομή χρησιμοποιεί συχνάΔιαχωριστές PLCκαικιβώτια ακροδεκτών ινώνμαζί με καλώδια μονής-λειτουργίας κορμού.
Πώς να επιλέξετε το σωστό καλώδιο οπτικών ινών για την απόσταση σας
Βήμα 1: Μετρήστε το πραγματικό μήκος διαδρομής
Μην μετράτε μόνο την ευθεία-απόσταση μεταξύ δύο συσκευών. Συμπεριλάβετε τη δρομολόγηση καλωδίων μέσω των δίσκων, των ντουλαπιών, των πλαισίων επισκευής, των επιτοίχιων εξόδων, των ανυψωτικών και των βρόχων σέρβις. Σε πολλά κτίρια, η πραγματική διαδρομή καλωδίου είναι 20–40% μεγαλύτερη από την απόσταση του ορόφου-. Προσθέστε ένα εύλογο περιθώριο - συνήθως 10% - για μελλοντική αλλαγή δρομολόγησης και χαλάρωση συντήρησης.
Βήμα 2: Επιβεβαιώστε τις τρέχουσες και μελλοντικές απαιτήσεις ταχύτητας
Ένα καλώδιο που υποστηρίζει 10G σήμερα ενδέχεται να μην υποστηρίζει 100G στην ίδια απόσταση αύριο. Κάντε τρεις ερωτήσεις πριν επιλέξετε ίνα: Τι ταχύτητα χρειάζομαι τώρα; Τι ταχύτητα θα χρειαστώ σε τρία με πέντε χρόνια; Θα επαναχρησιμοποιηθεί αυτή η μονάδα καλωδίων για μελλοντικές αναβαθμίσεις; Εάν η απάντηση στην τρίτη ερώτηση είναι ναι, κλίνετε προς τη λειτουργία μονής-λειτουργίας OS2 ή τουλάχιστον OM4 για εκτελέσεις πολλαπλών λειτουργιών.
Βήμα 3: Αντιστοιχίστε το Πρότυπο πομποδέκτη
Ελέγξτε εάν ο εξοπλισμός σας χρησιμοποιεί SR, LR, DR, FR, ER, ZR, BiDi, CWDM, PSM ή άλλο οπτικό πρότυπο. Το ίδιο καλώδιο ινών υποστηρίζει διαφορετικές αποστάσεις με διαφορετικές μονάδες. Για παράδειγμα, ένα OS2 μονής-λειτουργίας διαδρομής 2 km λειτουργεί για 100GBASE-FR (βαθμολογείται στα 2 km), αλλά απέχει πολύ από το όριο των 100GBASE-LR (10 km) - και τα δύο χρησιμοποιούν OS2, αλλά ο πομποδέκτης καθορίζει την πρακτική εμβέλεια και το κόστος.
Βήμα 4: Υπολογίστε τον προϋπολογισμό σύνδεσης
Προσθέστε όλες τις αναμενόμενες απώλειες στο κανάλι:
Εξασθένηση ινών: περίπου 3,5 dB/km για πολλαπλή λειτουργία στα 850 nm ή 0,35 dB/km για μονή-λειτουργία στα 1310 nm. Απώλεια σύνδεσης: συνήθως 0,2–0,5 dB ανά ζευγάρωμα γιαΥποδοχές LC ή SC. Απώλεια ματίσματος: τυπικά 0,1 dB ή λιγότερο για μια καλή σύντηξη. Απώλεια πίνακα ενημέρωσης κώδικα και προσαρμογέα: κάθε επιπλέον σημείο σύνδεσης προσθέτει απώλεια. Περιθώριο ασφάλειας μηχανικής: συνήθως 1–3 dB ανάλογα με την εφαρμογή.
Στη συνέχεια, συγκρίνετε τη συνολική απώλεια με τον καθορισμένο οπτικό προϋπολογισμό του πομποδέκτη. Εάν το περιθώριο είναι λεπτό, μειώστε τον αριθμό των συνδετήρων, αναβαθμίστε την ποιότητα ινών ή επιλέξτε έναν πομποδέκτη με μεγαλύτερο προϋπολογισμό ισχύος.
Βήμα 5: Αφήστε το περιθώριο
Μην σχεδιάζετε ακριβώς στη μέγιστη απόσταση. Οι ακραίες όψεις του συνδετήρα υποβαθμίζονται κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων κύκλων ζευγαρώματος, συσσωρεύεται σκόνη και η μελλοντική επιδιόρθωση μπορεί να προσθέσει σημεία σύνδεσης. Ένας σύνδεσμος που περνά από τη θέση σε λειτουργία με 0,5 dB περιθωρίου είναι ένας σύνδεσμος που περιμένει να αποτύχει μετά το επόμενο παράθυρο συντήρησης. Επιδιώξτε τουλάχιστον 2–3 dB ελεύθερου χώρου σε κρίσιμους συνδέσμους κορμού.
Συνήθη λάθη κατά τον προγραμματισμό της απόστασης του καλωδίου οπτικών ινών
Επιλέγοντας Fiber Only by Jacket Color
Το χρώμα σακακιού είναι χρήσιμο για γρήγορη αναγνώριση - aqua συνήθως σημαίνει OM3 ή OM4, κίτρινο συνήθως σημαίνει OS2, πράσινο λάιμ συνήθως σημαίνει OM5. Αλλά το «συνήθως» δεν είναι «πάντα». Ορισμένοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν μη-τυπικά χρώματα και τα παλαιού τύπου καλώδια ενδέχεται να μην ακολουθούν τις τρέχουσες συμβάσεις. Ελέγχετε πάντα την εκτυπωμένη ονομασία καλωδίου, τη σήμανση τύπου ίνας και την τεκμηρίωση δοκιμής προτού υποθέσετε την κατηγορία ινών με βάση το χρώμα.
Παράβλεψη απώλειας σύνδεσης και ενημερωμένης έκδοσης κώδικα
Ένας σύνδεσμος με έξι ζεύγη συνδέσμων μπορεί να υπερβεί τον προϋπολογισμό απώλειας ακόμη και σε μια διαδρομή καλωδίου 50-μέτρων. Κάθε πρόσθετη διασταύρωση-σύνδεση ή ενημερωμένη έκδοση κώδικα προσθέτει απώλεια. Σε περιβάλλοντα υψηλής πυκνότητας με πολλαπλά patch panel μεταξύ της θύρας μεταγωγής και της τελικής συσκευής, αυτές οι απώλειες συσσωρεύονται γρήγορα. Σχεδιάστε τον αριθμό των σημείων σύνδεσης κατά το χρόνο σχεδιασμού, όχι μετά την εγκατάσταση.
Αντιμετώπιση της μέγιστης απόστασης ως συνιστώμενης απόστασης
Οι τιμές μέγιστης απόστασης από τα φύλλα δεδομένων του πομποδέκτη προϋποθέτουν καθαρούς συνδέσμους, χωρίς επιπλέον συνδέσεις, ίνα εργοστασιακής-ποιότητας και συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες. Οι πραγματικές εγκαταστάσεις σπάνια ταιριάζουν με αυτές τις υποθέσεις. Να αντιμετωπίζετε πάντα το δηλωμένο μέγιστο ως ανώτερο όριο, όχι ως στόχο σχεδιασμού.
Ανάμιξη μη συμβατών συνδέσμων ή πολικότητας
Σύνδεσμοι MPO/MTPαπαιτούν σωστή πολικότητα, αριθμό ινών και φύλο συνδετήρα. Ένας φυσικά συνδεδεμένος σύνδεσμος μπορεί να εξακολουθεί να αποτυγχάνει ή να εμφανίζει υψηλά ποσοστά σφάλματος bit εάν η πολικότητα είναι λανθασμένη. Το πρότυπο TIA-568.3 ορίζει μεθόδους πολλαπλής πολικότητας (Τύπος Α, Τύπος Β, Τύπος C και οι νεότερες παραλλαγές Τύπου U) και η εσφαλμένη ανάμειξή τους είναι μια από τις πιο κοινές αιτίες αποτυχίας παράλληλων οπτικών συνδέσεων 40G και 100G.
Ξεχνώντας τις μελλοντικές αναβαθμίσεις ταχύτητας
Εάν εγκαθιστάτε καλώδια κορμού που θα παραμείνουν στη θέση τους για μια δεκαετία, σκεφτείτε πέρα από την τρέχουσα ταχύτητα διακόπτη. Το τράβηγμα νέας ίνας μέσω των υπαρχουσών οδών είναι δαπανηρό και ενοχλητικό. Η επιλογή OM4 αντί για OM3 ή OS2 αντί για multimode, κοστίζει οριακά περισσότερο κατά την εγκατάσταση, αλλά μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά έξοδα επανακαλωδίωσης αργότερα. Πολλοί οργανισμοί που εγκατέστησαν το OM3 για 10G αντιμετωπίζουν τώρα δαπανηρές αναβαθμίσεις καθώς περνούν στα 100G, όπου η εμβέλεια του OM3 πέφτει σε μόλις 70 μέτρα με οπτικά SR4.
Συχνές ερωτήσεις σχετικά με την απόσταση καλωδίου οπτικών ινών
Ε: Πόσο μακριά μπορεί να τρέξει το καλώδιο οπτικών ινών μονής-λειτουργίας;
Α: Η ίνα μονής-λειτουργίας υποστηρίζει οτιδήποτε, από σύντομους συνδέσμους έως αποστάσεις άνω των 80 km, ανάλογα με τον πομποδέκτη. Οι κοινές αποστάσεις Ethernet περιλαμβάνουν 10 km (κατηγορία LR), 40 km (κατηγορία ER) και 80 km (κατηγορία ZR). Με τους οπτικούς ενισχυτές, η ίνα μιας-λειτουργίας μπορεί να εκτείνεται σε εκατοντάδες χιλιόμετρα σε εφαρμογές κορμού τηλεπικοινωνιών.
Ε: Πόσο μακριά μπορεί να τρέξει το καλώδιο οπτικών ινών πολλαπλών λειτουργιών;
Α: Η πολύτροπη ίνα συνήθως καλύπτει μερικές δεκάδες μέτρα έως αρκετές εκατοντάδες μέτρα, ανάλογα με την ποιότητα και την ταχύτητα της ίνας. Στα 10G, το OM3 φτάνει τα 300 m και το OM4 τα 400 m. Στα 100G με οπτικά SR4, οι αποστάσεις πέφτουν στα 70 m (OM3) ή στα 100 m (OM4). Οι παλαιότερες εφαρμογές 1G μπορούν να τρέξουν μακρύτερα - έως και 550 μέτρα στο OM3 - επειδή ο χαμηλότερος ρυθμός δεδομένων είναι λιγότερο ευαίσθητος στη διασπορά των τρόπων.
Ε: Ποια είναι η μέγιστη απόσταση για ίνες 10G;
A: Για συνδέσεις πολλαπλών λειτουργιών 10G SR, το OM3 υποστηρίζει έως και 300 m και το OM4 έως 400 m σύμφωνα με το πρότυπο IEEE 802.3ae. Για συνδέσμους μονής-λειτουργίας 10G LR, τα 10 km είναι η τυπική προσέγγιση. 10GBASE-ER που εκτείνεται στα 40 km και τα 10GBASE-ZR (καθορισμένα-προμηθευτής, όχι IEEE-τυποποιημένα) με τα κατάλληλα optics 80 km.
Ε: Είναι το OM4 καλύτερο από το OM3 για απόσταση;
Α: Ναι. Το OM4 γενικά υποστηρίζει μεγαλύτερη εμβέλεια πολλαπλών λειτουργιών από το OM3 λόγω του υψηλότερου εύρους ζώνης του τροπικού τρόπου (4700 MHz·km έναντι 2000 MHz·km στα 850 nm). Στα 10G, η διαφορά είναι 300 m έναντι 400 m. Στα 40G SR4, είναι 100 m έναντι 150 m. Για μια λεπτομερή σύγκριση, δείτε τη σύγκριση OM3 με OM4.
Ε: Μπορώ να συνδέσω απευθείας ίνα μονής-λειτουργίας σε πολυλειτουργική ίνα;
Α: Αυτό δεν συνιστάται και δεν θα λειτουργήσει αξιόπιστα στις περισσότερες περιπτώσεις. Η ίνα μονής-λειτουργίας έχει πυρήνα 9 μm, ενώ η πολυτροπική ίνα έχει πυρήνα 50 μm ή 62,5 μm. Η σύζευξη φωτός από έναν μεγαλύτερο πυρήνα σε έναν μικρότερο προκαλεί σοβαρή απώλεια σήματος και η αναντιστοιχία στο αριθμητικό διάφραγμα προκαλεί πρόσθετα προβλήματα. Χρησιμοποιήστε τον σωστό τύπο ίνας από άκρο σε άκρο και χρησιμοποιήστε μετατροπείς πολυμέσων ή καλώδια ενημέρωσης κώδικα λειτουργίας-μόνο όπου υποστηρίζονται ειδικά από τον προμηθευτή του πομποδέκτη.
Ε: Ένα μακρύτερο καλώδιο οπτικών ινών σημαίνει πάντα μεγαλύτερη απώλεια σήματος;
Α: Ναι, η εξασθένηση των ινών αυξάνεται γραμμικά με την απόσταση. Αλλά η απόσταση είναι μόνο ένα συστατικό της συνολικής απώλειας καναλιού. Οι σύνδεσμοι, οι συναρμογές, οι κάμψεις και τα patch panel συχνά συμβάλλουν σε μεγαλύτερη απώλεια ανά σημείο από αρκετές εκατοντάδες μέτρα ίνας. Ένας σύνδεσμος 100 μέτρων με τέσσερα ζευγαρωμένα ζεύγη συνδέσμων μπορεί να έχει μεγαλύτερη συνολική απώλεια από έναν σύνδεσμο 500 μέτρων με μόνο δύο συνδέσμους και καθαρή σύνδεση.
Ε: Ποιες ίνες πρέπει να επιλέξω για 100 γραμμάρια;
Α: Για σύντομες-συνδέσεις προσέγγισης 100G κάτω από 100 μέτρα, η πολυλειτουργική λειτουργία OM3 ή OM4 με οπτικά SR4 ή BiDi λειτουργεί καλά. Για 500 μέτρα, χρησιμοποιήστε 100GBASE-DR σε μονή-λειτουργία OS2. Για 2 χλμ., 100 GBASE-FR. Για 10 km, 100GBASE-LR. Για 40 km ή περισσότερα, απαιτούνται οπτικά συστήματα κλάσης ER ή ZR σε μονή-λειτουργία OS2.
Ε: Πώς μπορώ να υπολογίσω έναν προϋπολογισμό σύνδεσης οπτικών ινών;
A: Ξεκινήστε με τον καθορισμένο προϋπολογισμό ισχύος του πομποδέκτη (έξοδος πομπού μείον ελάχιστη ευαισθησία δέκτη). Στη συνέχεια αφαιρέστε: εξασθένηση ινών (μήκος × συντελεστής εξασθένησης), απώλεια συνδέσμου (αριθμός ζευγαρωμένων ζευγών × απώλεια ανά ζεύγος), απώλεια συναρμογής και περιθώριο ασφαλείας. Εάν το αποτέλεσμα είναι θετικό, ο σύνδεσμος θα πρέπει να λειτουργεί. Εάν είναι σχεδόν μηδέν ή αρνητικό, πρέπει να μειώσετε τις απώλειες ή να επιλέξετε έναν πομποδέκτη με υψηλότερο προϋπολογισμό ισχύος.
Ε: Τι συμβαίνει εάν μια σύνδεση οπτικών ινών υπερβαίνει την ονομαστική απόσταση του πομποδέκτη;
Α: Η σύνδεση ενδέχεται να παρουσιάσει αυξημένο ρυθμό σφαλμάτων bit, διακοπτόμενη συνδεσιμότητα ή πλήρη αστοχία. Ακόμα κι αν ο σύνδεσμος φαίνεται να λειτουργεί αρχικά, μπορεί να μην έχει επαρκή περιθώριο για να χειριστεί τη γήρανση του συνδετήρα, τη διακύμανση θερμοκρασίας ή την πρόσθετη διόρθωση. Η λειτουργία πέρα από την ονομαστική απόσταση ακυρώνει την εγγύηση απόδοσης του πομποδέκτη και γενικά θεωρείται μη υποστηριζόμενη διαμόρφωση.
Ε: Αξίζει το OM5 για την καλωδίωση του Data Center;
Α: Αξίζει να εξετάσετε το OM5 εάν σκοπεύετε να αναπτύξετε πομποδέκτες βασισμένους σε SWDM-που χρησιμοποιούν πολλαπλά μήκη κύματος για να αυξήσουν τη χωρητικότητα σε πολυτροπική ίνα. Για τυπικές εφαρμογές SR στα 850 nm, το OM5 δεν προσφέρει σημαντικό πλεονέκτημα απόστασης έναντι του OM4. Η απόφαση εξαρτάται από το εάν ο συγκεκριμένος οδικός χάρτης πομποδέκτη σας περιλαμβάνει μονάδες SWDM.
Σύναψη
Η απόσταση του καλωδίου οπτικών ινών εξαρτάται από τον τύπο ίνας πλήρους συνδέσμου -, το πρότυπο πομποδέκτη, τον ρυθμό δεδομένων, τον αριθμό συνδέσεων και τη συνολική απώλεια καναλιού. Δεν υπάρχει ενιαία απάντηση στο "πόσο μακριά μπορεί να τρέξει η ίνα" χωρίς να γνωρίζουμε αυτές τις μεταβλητές.
Για σύντομους συνδέσμους κέντρου δεδομένων ή κτιρίων, οι πολυτροπικές ίνες OM3 και OM4 σε συνδυασμό με οπτικά κλάσης SR-παραμένουν πρακτικά και οικονομικά{3}}. Για τις ραχοκοκαλιές της πανεπιστημιούπολης, τις τηλεπικοινωνίες, το FTTH και οποιαδήποτε ανάπτυξη όπου αναμένονται μελλοντικές αναβαθμίσεις ταχύτητας, η οπτική ίνα μονής-λειτουργίας OS2 είναι η ισχυρότερη μακροπρόθεσμη- επιλογή.
Πριν από την αγοράκαλώδια patch ινών, καλώδια κορμού ή πομποδέκτες, επιβεβαιώστε την πραγματική απόσταση διαδρομής, την απαιτούμενη ταχύτητα, το πρότυπο πομποδέκτη, τον τύπο σύνδεσης και την ποιότητα ινών μαζί. Στη συνέχεια, υπολογίστε τον προϋπολογισμό του συνδέσμου. Αυτή η διαδικασία - δεν είναι καμία μεμονωμένη προδιαγραφή - που διασφαλίζει ένα σταθερό δίκτυο έτοιμο για αναβάθμιση-.
