Znanje

Što su jednomodna i višemodna vlakna?

Suštinska razlika uoptičko vlaknokomunikacija leži u tome kako se optički signali šire.Jednomodno vlaknoomogućuje svjetlosnim signalima da putuju u jednom modu duž ravne staze kroz središte vlakna, dokvišemodno vlaknopodržava više svjetlosnih zraka koje se istovremeno prenose pod različitim kutovima kroz lom unutar vlakna.

Jednomodni optički kabeliimaju promjer jezgre od samo 9 mikrona - što je ekvivalentno jednoj-desetini debljine ljudske kose. Svjetlosne zrake gotovo se ne odbijaju iznutra, šireći se ravnom stazom. Ovaj dizajn smanjuje izobličenje signala, što ga čini idealnim za-prijenos na velike udaljenosti.Višemodni optički kabelima promjer jezgre od 50 mikrona ili 62,5 mikrona. Deblja jezgra znači da više putanja svjetlosti može raditi istovremeno. Iako ovo stvara određenu modalnu disperziju, performanse ostaju izvrsne u aplikacijama na kratkim{4}}udaljenostima.
 

Ključne razlike između jednomodnog i višemodnog vlakna

Veličina jezgreje najočitijirazlika između jednog načina i više načinavlakno. Thejezgra jednomodnog vlaknaveličine 9 mikrona zahtijeva izuzetno visoku preciznost za izvore svjetlosti i konektore, dok jemultimodno optičko vlaknoJezgra od 50/62,5 mikrona pruža jaču "sposobnost skupljanja svjetla", smanjujući zahtjeve za preciznošću spajanja. Evo zaštovišemodno vlaknoje popularniji u okruženjima kao što su podatkovni centri koji zahtijevaju česte izmjene patch kabela.

Što se tiče izvora svjetlosti i valnih duljina,valne duljine jednomodnog vlaknaobično koriste 1310nm ili 1550nm laserske izvore, kombinaciju koja omogućuje veće udaljenosti prijenosa.Višemodno vlaknokoristivalne duljine 850nm ili 1300nm, uparen s LED ili VCSEL izvorima svjetla. Troškovi proizvodnje VCSEL daleko su niži od lasera, što je glavni razlogvišemodnisustavi imaju relativno niže početne investicijske troškove.

Disperzija je ključni faktor koji utječe na performanse prijenosa. Uvišemodna optička vlakna, svjetlosne zrake putujući različitim stazama stižu do primajućeg kraja u različito vrijeme. Ova modalna disperzija uzrokuje izobličenje signala, ograničavajući udaljenost prijenosa. općenito,višemodno vlaknoperformanse osjetno opadaju nakon 300-500 metara.Jednomodno optičko vlaknoizbjegava probleme s modalnom disperzijom jer ima samo jedan put svjetlosti, lako postižući udaljenosti prijenosa od nekoliko kilometara ili čak desetke kilometara.

Udaljenost i brzina prijenosa

Različite vrste vlakana pokazuju značajne varijacije udaljenosti pri različitim brzinama.Jednostruki način radaOS2 vlakno može stabilno podržati udaljenosti prijenosa od 10-kilometara u svim brzinama od 1Gb do 100Gb. Ova dosljednost čini ga prvim izborom za aplikacije na velikim udaljenostima.

Višemodno vlaknoizvedba je usko povezana s brzinom. U 1Gb Ethernet aplikacijama, sve razinevišemodno vlaknood OM1 do OM5 može podržati udaljenosti od 550-metara. Međutim, kada se brzina poveća na 10 Gb, OM1 i OM2 više ne mogu zadovoljiti zahtjeve - samo OM3 i OM4 mogu podržati 300 metara odnosno 400 metara. U aplikacijama velike brzine iznad 25 Gb,udaljenost višemodnog vlaknadodatno se smanjuje. OM3 može podržati samo 70-100 metara, OM4 može doseći 100-150 metara, dok najnoviji OM5 može podržati 400 metara u 100Gb aplikacijama.

Iakoraspon višemodnih vlakanaje ograničen, u scenarijima kratkih-udaljenosti kao što je unutrašnjost podatkovnog centra, 300-400 metara udaljenosti potpuno je dovoljno. Za mreže kampusa koje zahtijevaju međuzgradske veze ili veće udaljenosti,jednomodno vlaknoje jedini izbor.

Analiza troškova

Kada se govori o troškovima, mnogi ljudi prvo pomisle na samu cijenu kabela. u stvarnosti,single mode kabeliobično su 20-30% jeftiniji od visokokvalitetnihvišemodnih optičkih kabela(kao što je OM4) zbog zrelih proizvodnih procesa. Prava razlika u cijeni leži u optičkim modulima.

Uzimajući brzinu od 1 Gb kao primjer, razlika u cijeni izmeđupojedinačni način radaivišemodniSFP moduli su minimalni, otprilike 10 USD odnosno 9 USD. Međutim, kako se brzina povećava, počinju se pojavljivati ​​praznine. 10Gbpojedinačni način radaSFP+ moduli koštaju oko 27 USD, dokvišemodniverzije trebaju samo 20 USD. Za 100 Gb QSFP28,pojedinačni način radamoduli koštaju čak 499 USD, dokvišemodniverzije su samo $99 - $400 razlike.

Iz perspektive troškova, moraju se razmotriti buduće mogućnosti nadogradnje. Ako biratevišemodno vlakno, možda ćete iskusiti nadogradnju s OM1 na OM3, zatim na OM4, pri čemu će svaka nadogradnja zahtijevati nove kablove i značajno povećane troškove rada. Biranjejednomodno vlaknoomogućuje jedno-uvođenje OS2, s naknadnim povećanjem brzine koja zahtijeva samo nadogradnju optičkog modula bez zamjene fizičkog sloja.

Za kratkoročne-projekte ili scenarije-ograničenog proračuna,višemodnih vlakanaPrednost niske cijene modula je očita. Međutim, za dugoročno-planiranje izgradnjejednomodno vlaknoima veće početno ulaganje u optički modul, izbjegava ponovnu konstrukciju i dugoročno je ekonomičniji.

Kompatibilnost

Jednomodno i višemodno vlaknonikako se ne smiju miješati - ovo je željezno pravilo u mrežnom inženjeringu. Razlog leži u enormnoj razlici u veličini jezgre. Kada jezgra od 9 mikronajednomodno vlaknospaja se na jezgru od 50 mikronavišemodno vlakno, proizvodi 10-20dB optički gubitak, dovoljno da izazove potpuni kvar veze. Obrnuto,višemodno vlaknopovezivanje sjednomodno vlaknotakođer neće uspjeti pravilno fokusirati svjetlosne zrake zbog neusklađenosti numeričkog otvora blende.

U stvarnoj instalaciji, možete razlikovati po omotačuboja. Prema standardima TIA-598C,jednomodna boja vlakanaje žuta jakna, dokvišemodno vlaknokoristi narančaste ili vodene jakne. Na razdjelnim okvirima u prostorijama s opremom, vrste vlakana trebaju biti jasno označene i fizički izolirane kako bi se spriječilo pogrešno-umetanje.

Međutim, postoje posebni slučajevi. Korištenje patch kabela za kondicioniranje načina rada, 1000BASE-LXpojedinačni način radaSFP moduli mogu raditi daljevišemodno vlakno. Osim toga, putem optičkih medijskih pretvarača, premošćivanje izmeđupojedinačni način radaivišemodnimrežni segmenti su mogući, ali to dodaje dodatnu opremu i točke kvara. Općenito se ne preporučuju ova zaobilazna rješenja.

Kako odabrati?

Kada birate izmeđujednomodno ili višemodno vlakno, najvažniji kriterij je udaljenost prijenosa. Ako udaljenost prijenosa vašeg scenarija aplikacije prelazi 1 kilometar,jednomodno vlaknoje jedini izbor, uključujući mreže kampusa, mreže gradskih područja i slične scenarije.

Za aplikacije na kratkim-udaljenostima kao što su interijeri podatkovnih centara i poslovni podovi, ako je udaljenost prijenosa unutar 300 metara,višemodno vlaknoje ekonomičniji izbor. OM3 ili OM4višemodno vlaknouparen s VCSEL optičkim modulima može osigurati udaljenosti prijenosa od 300-400 metara pri brzinama od 10 Gb, u potpunosti zadovoljavajući većinu potreba prostorija s opremom. Štoviše,višemodnioptički moduli su jeftiniji, što značajno smanjuje troškove kabliranja visoke{0}}gustoće.

Za prednje dijelove 5G mreže, zbog potrebe za prijenosom niske-latencije 25Gb eCPRI signala s udaljenošću prijenosa koja se obično proteže nekoliko kilometara,jednomodno vlaknoje standardna konfiguracija. U mrežama poduzeća, korištenjevišemodno vlaknoza pristup katu ijednomodno vlaknoza okosnicu među-zgrada uobičajen je i ekonomičan pristup hibridne implementacije.

FAQ

LC, SC, MPO/MTP - kako odabrati?

1G/10G jedno{2}}jezgreni dvosmjerni: Uobičajeni LC-LC (najčešće)

40G/100G SR4 (paralelnovišemodni): Uobičajena uporabaMPO/MTP

100G LR4 (pojedinačni način radaWDM): Obično koristite LC

Koje je bolje - jednomodno ili višemodno vlakno?
Jednomodno vlakno i višemodno vlaknosvaki ima prednosti u cijeni i primjeni. Jednostavno odaberite najprikladniji na temelju vaših zahtjeva aplikacije.

Može li multimode koristiti single mode module? Mogu li pojedinačni modovi koristiti višemodne module?
Općenito se ne mogu miješati:

SR (višemodni) moduli: zahtijevaju OM vlakno (850nm), obično ne rade prema specifikaciji na OS2

LR/ER (pojedinačni način rada) moduli: Zahtijeva OS2 (1310/1550nm), može doći do gubitka/disperzije/refleksije koja uzrokuje nestabilnost ili ne-sukladnost na OM vlaknu

Što je staklo od optičkih vlakana i zašto mu se daje prednost u odnosu na plastiku za-prijenos podataka na velike udaljenosti?

Staklo od optičkih vlakana izrađeno je od ultra-čistih, savitljivih vlakana od silicijevog dioksida projektiranih za prijenos svjetlosti kroz potpunu unutarnju refleksiju. Služi kao temeljni materijal u modernim telekomunikacijama, medicinskim slikovnim i senzorskim sustavima. U usporedbi s običnim staklom, staklo od optičkih vlakana daje mnogo manji gubitak signala na velikim udaljenostima. Također nadmašuje plastiku u prijenosu podataka velike-brzine-dometa, što ga čini preferiranim izborom za napredne komunikacijske mreže.