Cunoştinţe

Fibra optică este fundamentul rețelelor moderne de comunicații, dar nu este un singur produs. Cele două tipuri principale de fibră optică suntfibră mono{0}mod(SMF) șifibră multimodală(MMF). Înțelegerea diferenței dintre aceste două tipuri de cabluri cu fibră optică - și cunoașterea când să le folosească pe fiecare - este esențială pentru oricine care planifică o implementare a rețelei, modernizează infrastructura existentă sau specifică fibră pentru un centru de date, campus sau proiect de telecomunicații.

Acest ghid explică modul în care este clasificată fibra optică, defalcă subtipurile și standardele cheie din fiecare categorie și oferă îndrumări practice pentru alegerea fibrei potrivite pentru rețeaua dvs.

Cum este clasificată fibra optică

Unul dintre motivele pentru care tipurile de fibre pot părea confuze este că există mai multe moduri valide de clasificare a fibrei optice. Cele mai comune metode sunt:

• Prin propagarea luminii (mod):Fibră unic-modal vs fibră multimod - cel mai practic punct de plecare pentru majoritatea cumpărătorilor.
• După profilul indicelui de refracție:step-fibră indexă vs fibra index-gradată - descrie modul în care este structurat indicele de refracție al miezului.
• Dupa material:fibra de sticla vsfibră optică plastică- definește din ce este făcută fibra.
• După standarde:clase OM (OM1–OM5) pentru multimod; G.652, G.657 și alteleRecomandări ITU-T G.65xpentru modul unic{0}.

Pentru ingineri, planificatori de rețea și echipe de achiziții, cea mai utilă abordare este să înceapă cu decizia unic-mod vs multimod, apoi restrângerea în funcție de scenariul standard și de implementare. Celelalte metode de clasificare - profilul indicelui de refracție, materialul - oferă un fundal util, dar rareori conduc decizia principală de cumpărare în proiectele de rețea de masă.

Fibră mono-mod vs multimod: diferențe cheie

Fibră unic{0}modare un miez mic (de obicei în jur de 8–10 µm) care permite propagarea unui singur mod de lumină. Acest lucru elimină dispersia modală și permite semnalelor să parcurgă distanțe lungi cu o degradare minimă -, făcându-l alegerea standard pentru backbones de telecomunicații, rețele de metrou, rețele de acces și legături-pe distanțe lungi.

Fibră multimodalăare un miez mai mare (50 µm sau 62,5 µm) care suportă mai multe moduri de lumină simultan. Este implementat pe scară largă pentru link-uri cu o rază mai scurtă-în clădirile întreprinderilor, coloana vertebrală a campusului șicentre de date, unde distanțele de legătură sunt de obicei sub câteva sute de metri.

O concepție greșită comună este că prețul cablului determină singur care fibră este mai ieftină. În practică, costul total al sistemului depinde în mare măsură de transceiver, conectori și forță de muncă la instalare. Pentru mediile de-întreprinderi și centre de date cu acoperire scurtă, fibra multimodală oferă adesea un cost total de sistem mai mic, deoarece transceiverele și conectorii compatibile bazate pe VCSEL-sunt mai puțin costisitoare decât optica cu un singur-mod. Cu toate acestea, pe măsură ce distanța legăturii crește, modul unic-devine necesar, indiferent de cost, deoarece fibra multimodală nu poate menține calitatea semnalului pe zone extinse.

Tipuri de fibre multimodale: OM1, OM2, OM3, OM4 și OM5

Fibra multimodă este împărțită în continuare în grade definite deTIAși standardele ISO/IEC. Aceste clase de la - OM1 la OM5 - diferă în principal în lățimea de bandă modală, care determină cât de departe pot transmite date la o anumită viteză.

OM1 și OM2: Legacy Multimode Fiber

Fibra OM1 folosește un miez de 62,5 µm și a fost concepută inițial pentru surse de lumină bazate pe LED-. OM2 folosește un miez de 50 µm și a fost proiectat inițial pentru transmisie cu LED-uri. Ambele clase au o lățime de bandă limitată conform standardelor moderne și sunt clasificate ca tipuri de fibre vechi. TIA recomandă cainstalațiile noi folosesc OM3, OM4 sau OM5mai degrabă decât OM1 sau OM2.

Dacă întâlniți OM1 sau OM2 într-o clădire existentă, acesta poate încă transporta trafic de 1 Gigabit Ethernet pe distanțe scurte. Dar pentru orice proiect de cablare nou, specificarea OM1 sau OM2 limitează opțiunile viitoare de upgrade și, în general, ar trebui evitată.

OM3: Laser-multimod optimizat pentru 10G și nu numai

OM3 a fost primul grad de fibră multimodal conceput special pentru sursele laser VCSEL la 850 nm. Are o lățime de bandă modală efectivă (EMB) de 2000 MHz·km la 850 nm, care acceptă 10 Gigabit Ethernet până la 300 de metri. OM3 rămâne o opțiune viabilă pentru rețelele de întreprindere în care domină legăturile 10G și distanțele sunt moderate.

OM4: Lățime de bandă mai mare pentru centrele de date și legăturile campusului

OM4 oferă un EMB de 4700 MHz·km la 850 nm - mai mult decât dublu față de OM3. Acest lucru îi permite să accepte 10 Gigabit Ethernet până la 400 de metri și 100 Gigabit Ethernet (100GBASE-SR4) până la 100 de metri. Pentru multe proiecte de reîmprospătare a centrelor de date și noi implementări ale campusului, OM4 atinge echilibrul potrivit între performanță, acoperire și cost.

OM5: Multimode în bandă largă pentru transmisie cu mai multe-lungimi de undă

OM5, cunoscut și sub denumirea de fibră multimodă de bandă largă (WBMMF), este specificat atât la 850 nm, cât și la 953 nm. Este proiectat să accepte multiplexarea cu diviziune cu lungime de undă scurtă (SWDM), care transmite mai multe lungimi de undă (de obicei 850, 880, 910 și 940 nm) pe o singură pereche de fibre. Acest lucru face ca OM5 să fie relevant atunci când foaia de parcurs include transceiver bazate pe SWDM{11}}pentru transmisie 40G, 100G sau 400G.

Cu toate acestea, OM5 nu este necesar automat pentru fiecare rețea multimodă modernă. Dacă instalarea dvs. utilizează transceiver standard de 850 nm fără SWDM, OM4 oferă aceeași performanță la un cost mai mic al cablului. Evaluați OM5 atunci când strategiile cu mai multe-lungimi de undă fac parte din planul dvs. actual de upgrade - nu ca implicit.

OM3 vs OM4 vs OM5: Ghid de decizie rapidă

Tipuri de fibre cu modul unic-: G.652 vs G.657

Standardele de-fibră unică sunt definite deITU-T(Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor – Sectorul Standardizării Telecomunicațiilor). Deși există mai multe recomandări G.65x, două contează cel mai mult pentru majoritatea deciziilor de implementare: G.652 și G.657.

G.652: Fibră standard unic-mod

ITU-T G.652 este cea mai instalată fibră mono-model din lume. Standardizat pentru prima dată în 1984, specifică o fibră cu o lungime de undă cu dispersie zero-aproape de 1310 nm, optimizată pentru funcționare în banda de 1310 nm și, de asemenea, utilizabilă în banda de 1550 nm. Cea mai actuală subcategorie, G.652.D, elimină vârful de apă pentru funcționarea cu spectru complet-și oferă performanțe mai strânse de dispersie a modului de polarizare (PMD) -, făcându-l potrivit pentru sistemele CWDM și DWDM.

G.652 rămâne alegerea implicită pentru scop general-fibră mono{0}modîn rețelele principale, de metrou și de transport în care cerințele pentru-raza de curbură sunt standard (raza de curbură minimă de 30 mm).

G.657: Fibră într-un singur mod-insensibilă-

ITU-T G.657 a fost creat pentru a aborda provocările de îndoire care apar în rețelele de acces, cablarea interioară și mediile cu spațiu-constrâns, cum ar fi centrele de date. Fibrele G.657 tolerează raze de curbură mai strânse cu pierderi semnificativ mai mici de semnal în comparație cu G.652.

Există două categorii principale în G.657:

• Categoria A (G.657.A1, G.657.A2):Complet pe deplin cu G.652.D, ceea ce înseamnă că pot fi implementate oriunde este specificat G.652.D, oferind totodată o performanță îmbunătățită la îndoire. G.657.A1 suportă o rază de curbură minimă de 10 mm; G.657.A2 suportă 7,5 mm.
• Categoria B (G.657.B2, G.657.B3):Optimizat pentru curbe foarte strânse în acces cu acces scurt-și în medii interioare, cu B3 care acceptă o rază de curbură minimă de 5 mm. Este posibil ca fibrele de categoria B să nu respecte în totalitate specificațiile de dispersie cromatică G.652.D, dar sunt compatibile cu sistemul-pentru utilizarea rețelei de acces.

În implementările de acces în care fibra trebuie să treacă prin colțuri strânse, carcase mici sau în jurul colțurilor ascuțite, fibrele G.657 reduc riscul pierderii excesive la îndoire. În medii de centre de date cu densitate mare-cordon de corecțierutare, fibra conformă G.657.A-oferă un avantaj semnificativ față de standardul G.652.

G.652 vs G.657: Când să le alegeți pe fiecare

Pas-Index vs Fibră-indexată

O altă modalitate de clasificare a fibrei optice este prin profilul indicelui de refracție. Într-oindex-pasfibră, indicele de refracție este uniform pe tot miezul și scade brusc la limita de acoperire a miezului-. Într-oindex-notatfibră, indicele de refracție scade treptat de la centrul miezului până la placare.

Această distincție contează deoarece profilul indicelui de refracție afectează direct dispersia modală. În pasul-fibră multimodală, diferite moduri de lumină călătoresc cu viteze diferite printr-un miez uniform, determinând sosirea semnalelor la momente diferite și limitând lățimea de bandă. În fibra multimodă cu indice gradat-, indicele de refracție variabil face ca razele de lumină mai îndepărtate de centrul central să se deplaseze mai repede, compensând parțial calea lor mai lungă. Acest efect de egalizare reduce semnificativ dispersia modală și permite o lățime de bandă mai mare pe distanțe mai lungi.

Practic, toată fibra modernă multimod utilizată în comunicațiile de date - OM2, OM3, OM4 și OM5 - este indexată-. Fibra multimodă cu index-pas este asociată în principal cu modele mai vechi și aplicații specializate, cum ar fi fibra optică din plastic (POF). Fibra cu un singur-mod, dimpotrivă, utilizează un profil de index-pas în mod implicit, dar deoarece se propagă un singur mod, dispersia modală nu se aplică.

Fibră de sticlă vs Fibră optică plastică

Majoritatea fibrelor optice utilizate în telecomunicații și rețele de date sunt fabricate din sticlă de siliciu. Fibra de sticlă oferă o atenuare scăzută, lățime de bandă mare și potrivire pentru transmisia pe distanțe lungi-. Toate standardele OM și G.65x discutate mai sus se aplică fibrei de sticlă.

Fibră optică din plastic(POF) folosește un miez de polimer, de obicei cu un design de index-în trepte mari. Este mai ușor de terminat și mai flexibil decât fibra de sticlă, dar are o atenuare mult mai mare și o lățime de bandă mai mică. POF este utilizat în aplicații de-link scurte, cum ar fi rețelele de automobile, conexiunile audio/video casnice și detecția industrială - nu în rețelele de comunicații de-înaltă capacitate.

Cum să alegeți fibra potrivită pentru rețeaua dvs

În loc să tratați selecția fibrelor ca pe un exercițiu de manual, abordați-o ca pe o decizie practică bazată pe implementarea dvs. specifică. Iată factorii cheie, aplicați scenariilor comune:

1. Determinați cerințele de distanță

Dacă legăturile dvs. depășesc câteva sute de metri, fibra mono-mod este de obicei singura opțiune viabilă. Pentru legături sub 300–400 de metri - comune în interiorul clădirilor, între clădiri dintr-un campus sau într-uncentru de date- fibra multimodală poate oferi performanța necesară la un cost total mai mic.

2. Evaluați costul total al sistemului, nu doar prețul cablului

Cablul de fibră multimod poate fi puțin mai scump pe metru decât un singur-mod în unele piețe, dar multimodtransceiver-uriiar conectorii sunt de obicei mult mai puțin costisitoare. Pentru legăturile cu acces scurt-în centrele de date și mediile de întreprindere, economiile la transceiver depășesc adesea orice diferență de costuri prin cablu. Pe măsură ce cerințele de acoperire cresc, economia se îndreaptă către un singur-mod.

3. Evaluați mediul instalației fizice

În rețelele de acces, în instalațiile de montare și în scenariile de gestionare a cablurilor de-înaltă densitate, curbele strânse sunt inevitabile. Dacă implementați fibră cu modul unic-în aceste condiții, specificațiG.657 îndoiți-fibră insensibilăreduce riscul de exces de atenuare la coturi. Pentru interior șicablu de interioraplicațiile în care rutarea este constrânsă, acest lucru este deosebit de important.

4. Planificați viteza și calea de upgrade

Dacă construiți o nouă infrastructură multimodală, evitați să specificați OM1 sau OM2. Pentru cerințele 10G–100G, OM4 este cea mai comună alegere. Dacă foaia de parcurs a organizației dvs. include transceiver bazate pe SWDM-, evaluați OM5. Pentru modul unic-, fibra compatibilă G.657.A-oferă compatibilitate cu G.652.D, oferind în același timp o toleranță mai bună la îndoire -, ceea ce o face o valoare prestabilită sensibilă pentru noile instalări cu un singur-mod.

5. Luați în considerare construcția cablurilor și mediul înconjurător

Tipul de fibră optică din interiorul unui cablu este separat de construcția cablului. Aceeași fibră unic-mod sau multimod poate fi ambalatăcabluri subterane, cabluri aeriene, cabluri etanșe{0}}tampon de interior, saucabluri libere-de exteriorin functie de locul unde va fi instalat. Asigurați-vă că specificați atât tipul de fibră, cât și construcția cablului adecvată pentru mediul dvs.

Greșeli frecvente la selectarea fibrei optice

Mai multe erori recurente duc la alegeri suboptime de fibre:

• Specificarea OM1 sau OM2 pentru instalații noi.Aceste clase vechi limitează lățimea de bandă și capacitatea de actualizare viitoare. TIA recomandă OM3, OM4 sau OM5 pentru toate noile implementări multimodale.
• Comparând doar costul cablului.Ignorarea costurilor de transceiver, conector și instalare oferă o imagine incompletă. Costul total al conexiunii - nu numai costul cablului - ar trebui să determine decizia.
• Tipul de fibră confuz cu construcția cablului.Manta unui cablu de fibră optică, armură șiproiectare structuralăsunt alese în funcție de mediul de instalare. Fibra din interior este aleasă în funcție de cerințele de transmisie. Acestea sunt două decizii separate.
• Implicit la OM5 fără o foaie de parcurs SWDM.OM5 adaugă valoare atunci când este planificată transmisia cu mai multe-lungimi de undă. Fără transceiver SWDM, OM4 oferă aceeași performanță cu o singură-lungime de undă la un cost mai mic.
• Folosind standardul G.652 în medii-strânse.Acolo unde rutarea trece prin carcase mici sau colțuri strânse, fibra G.657 insensibilă la curba-previne pierderea inutilă a semnalului.

Aplicații tipice după tipul de fibră