vedomosti

Optické vlákno je základom moderných komunikačných sietí, ale nejde o jediný produkt. Existujú dva hlavné typy optických vlákienjedno{0}}režimové vlákno(SMF) amultimódové vlákno(MMF). Pochopenie rozdielu medzi týmito dvoma typmi optických káblov - a poznanie, kedy každý z nich použiť -, je nevyhnutné pre každého, kto plánuje nasadenie siete, inovuje existujúcu infraštruktúru alebo špecifikuje vlákno pre dátové centrum, kampus alebo telekomunikačný projekt.

Táto príručka vysvetľuje, ako sa optické vlákno klasifikuje, rozdeľuje kľúčové podtypy a štandardy v rámci každej kategórie a poskytuje praktický návod na výber správneho vlákna pre vašu sieť.

Ako sa klasifikuje optické vlákno

Jedným z dôvodov, prečo sa typy vlákien môžu zdať mätúce, je to, že existuje niekoľko platných spôsobov klasifikácie optických vlákien. Najbežnejšie metódy sú:

• Podľa šírenia svetla (režim):jedno{0}}vláknové vlákno verzus viacvidové vlákno - je pre väčšinu kupujúcich najpraktickejším východiskovým bodom.
• Podľa profilu indexu lomu:krok-vlákno s indexom verzus odstupňované-vlákno s indexom - popisuje, ako je štruktúrovaný index lomu jadra.
• Podľa materiálu:sklenené vlákno vsplastové optické vlákno- definuje, z čoho je vlákno vyrobené.
• Podľa noriem:Triedy OM (OM1–OM5) pre multimode; G.652, G.657 a inéOdporúčania ITU-T G.65xpre jeden-režim.

Pre inžinierov, sieťových plánovačov a obstarávacie tímy je najužitočnejším prístupom začať s rozhodnutím o jednom{0}}režime a viacerých režimoch, potom sa zúžiť podľa štandardu a scenára nasadenia. Iné klasifikačné metódy - profil indexu lomu, materiál - poskytujú užitočné pozadie, ale len zriedka vedú k rozhodovaniu o primárnom nákupe v bežných sieťových projektoch.

Single{0}}režim a multimode vlákno: hlavné rozdiely

Jedno{0}}režimové vláknomá malé jadro (zvyčajne okolo 8–10 µm), ktoré umožňuje šírenie iba jedného spôsobu svetla. To eliminuje modálny rozptyl a umožňuje signálom prechádzať na veľké vzdialenosti s minimálnou degradáciou -, čo z neho robí štandardnú voľbu pre telekomunikačné chrbticové siete, mestské siete, prístupové siete a diaľkové-linky.

Multimódové vláknomá väčšie jadro (50 µm alebo 62,5 µm), ktoré podporuje mnoho režimov svetla súčasne. Je široko nasadzovaný pre odkazy s kratším-dosahom v podnikových budovách, chrbticových sieťach kampusov adátové centrá, kde sú vzdialenosti medzi linkami zvyčajne pod niekoľko stoviek metrov.

Bežnou mylnou predstavou je, že samotná cena kábla určuje, ktoré vlákno je lacnejšie. V praxi celkové náklady na systém do veľkej miery závisia od transceiverov, konektorov a práce pri inštalácii. Pre podnikové prostredia a prostredia dátových centier s krátkym{2}}dosahom viacrežimové vlákno často prináša nižšie celkové náklady na systém, pretože kompatibilné transceivery a konektory založené na VCSEL- sú lacnejšie ako optika s jedným-režimom. S rastúcou vzdialenosťou spojenia sa však stáva nevyhnutným jeden-režim bez ohľadu na náklady, pretože multimódové vlákno nedokáže udržať kvalitu signálu v rozšírených dosahoch.

Typy multimódových vlákien: OM1, OM2, OM3, OM4 a OM5

Multimódové vlákno sa ďalej delí na stupne definované podľaTIAa normy ISO/IEC. Tieto stupne - OM1 až OM5 - sa líšia predovšetkým v modálnej šírke pásma, ktorá určuje, ako ďaleko môžu prenášať dáta pri danej rýchlosti.

OM1 a OM2: Legacy Multimode Fiber

Vlákno OM1 používa jadro 62,5 µm a bolo pôvodne navrhnuté pre svetelné zdroje na báze LED-. OM2 používa 50 µm jadro a pôvodne bol tiež navrhnutý pre LED prenos. Oba typy majú podľa moderných štandardov obmedzenú šírku pásma a sú klasifikované ako staršie typy vlákien. TIA to odporúčanové inštalácie používajú OM3, OM4 alebo OM5namiesto OM1 alebo OM2.

Ak narazíte na OM1 alebo OM2 v existujúcej budove, stále môže prenášať 1 Gigabit Ethernet na krátke vzdialenosti. Pri každom novom projekte kabeláže však špecifikácia OM1 alebo OM2 obmedzuje budúce možnosti aktualizácie a vo všeobecnosti by sa mu malo vyhnúť.

OM3: Laser-optimalizovaný multimód pre 10G a viac

OM3 bol prvým multimódovým vláknom navrhnutým špeciálne pre laserové zdroje VCSEL pri 850 nm. Má efektívnu modálnu šírku pásma (EMB) 2000 MHz·km pri 850 nm, ktorá podporuje 10 Gigabit Ethernet až do 300 metrov. OM3 zostáva životaschopnou možnosťou pre podnikové siete, kde dominujú prepojenia 10G a vzdialenosti sú mierne.

OM4: Vyššia šírka pásma pre dátové centrá a Campus Links

OM4 ponúka EMB 4700 MHz·km pri 850 nm - viac ako dvojnásobok oproti OM3. To mu umožňuje podporovať 10 Gigabit Ethernet až do 400 metrov a 100 Gigabit Ethernet (100 GBASE-SR4) až 100 metrov. V prípade mnohých projektov obnovy dátových centier a nových nasadení chrbticovej siete kampusov dosahuje OM4 správnu rovnováhu medzi výkonom, dosahom a nákladmi.

OM5: Širokopásmový multimód pre prenos s viacerými-vlnovými dĺžkami

OM5, tiež známy ako širokopásmové multimódové vlákno (WBMMF), je špecifikované pri 850 nm aj 953 nm. Je navrhnutý tak, aby podporoval multiplexovanie s krátkymi{4}}vlnovými dĺžkami (SWDM), ktoré prenáša viacero vlnových dĺžok (zvyčajne 850, 880, 910 a 940 nm) cez jeden pár vlákien. Vďaka tomu je OM5 relevantný, keď váš plán obsahuje{11}}vysielače a prijímače založené na SWDM na prenos 40G, 100G alebo 400G.

OM5 však nie je automaticky potrebný pre každú modernú multimódovú sieť. Ak vaše nasadenie používa štandardné 850 nm transceivery bez SWDM, OM4 poskytuje rovnaký výkon pri nižších nákladoch na kábel. Vyhodnoťte OM5, keď sú stratégie pre viacero{6}}vlnových dĺžok súčasťou vášho skutočného plánu inovácie - nie ako predvolené.

OM3 vs OM4 vs OM5: Sprievodca rýchlym rozhodnutím

Typy vlákien s jedným-režimom: G.652 vs. G.657

Jedno{0}}režimové optické štandardy sú definovanéITU-T(Medzinárodná telekomunikačná únia – sektor štandardizácie telekomunikácií). Hoci existuje niekoľko odporúčaní G.65x, pre väčšinu rozhodnutí o nasadení sú najdôležitejšie dve: G.652 a G.657.

G.652: The Standard Single{1}}Mode Fiber

ITU-T G.652 je najrozšírenejšie jedno{2}}režimové vlákno na svete. Prvýkrát štandardizovaný v roku 1984 špecifikuje vlákno s nulovou-disperznou vlnovou dĺžkou blízkou 1310 nm, optimalizované pre prevádzku v pásme 1310 nm a použiteľné aj v pásme 1550 nm. Najaktuálnejšia podkategória, G.652.D, eliminuje špičku vody pre-prevádzku v celom spektre a ponúka užší výkon rozptylu polarizačného módu (PMD)-, vďaka čomu je vhodná pre systémy CWDM a DWDM.

G.652 zostáva predvolenou voľbou pre všeobecné-účelyjedno{0}}režimové vláknov chrbticových, metroch a dopravných sieťach, kde sú štandardné požiadavky na polomer ohybu- (minimálny polomer ohybu 30 mm).

G.657: Bend-Insensitive Single{2}}Mode Fiber

ITU-T G.657 bola vytvorená s cieľom riešiť problémy s ohýbaním, ktoré vznikajú v prístupových sieťach, vnútornej kabeláži a priestorovo-obmedzených prostrediach, ako sú dátové centrá. Vlákna G.657 tolerujú užšie polomery ohybu s výrazne menšou stratou signálu v porovnaní s G.652.

V rámci G.657 existujú dve hlavné kategórie:

• Kategória A (G.657.A1, G.657.A2):Plne kompatibilné s G.652.D, čo znamená, že môžu byť nasadené kdekoľvek, kde je špecifikované G.652.D a zároveň poskytujú zlepšený výkon v ohybe. G.657.A1 podporuje minimálny polomer ohybu 10 mm; G.657.A2 podporuje 7,5 mm.
• Kategória B (G.657.B2, G.657.B3):Optimalizované pre veľmi úzke ohyby v prístupe s krátkym{0}}dosahom a vo vnútorných prostrediach, pričom B3 podporuje minimálny polomer ohybu 5 mm. Vlákna kategórie B nemusia úplne vyhovovať špecifikáciám chromatickej disperzie G.652.D, ale sú systémovo-kompatibilné na použitie v prístupovej sieti.

V prístupových nasadeniach, kde vlákno musí smerovať cez tesné stúpačky, malé kryty alebo okolo ostrých rohov, vlákna G.657 znižujú riziko nadmernej straty ohybom. V prostrediach dátových centier s vysokou-hustotouprepojovací kábelsmerovanie, vlákno kompatibilné s G.657.A-poskytuje významnú výhodu oproti štandardnému G.652.

G.652 vs G.657: Kedy zvoliť každý

Krok-Index vs. Graded{1}}Index Fiber

Ďalším spôsobom klasifikácie optického vlákna je jeho profil indexu lomu. V akrok{0}}indexVlákna, index lomu je rovnomerný v celom jadre a prudko klesá na hranici-plášťa jadra. V aklasifikovaný-indexvlákna, index lomu klesá postupne od stredu jadra k plášťu.

Toto rozlíšenie je dôležité, pretože profil indexu lomu priamo ovplyvňuje modálnu disperziu. V kroku-indexu multimode vlákna sa rôzne režimy svetla šíria rôznymi rýchlosťami cez jednotné jadro, čo spôsobuje, že signály prichádzajú v rôznych časoch a obmedzujú šírku pásma. V multimódovom vlákne so stupňovitým-indexom spôsobuje meniaci sa index lomu svetelné lúče ďalej od stredu jadra rýchlejšie, čím sa čiastočne kompenzuje ich dlhšia dráha. Tento efekt vyrovnávania výrazne znižuje modálny rozptyl a umožňuje vyššiu šírku pásma na dlhšie vzdialenosti.

Prakticky všetky moderné multimódové vlákna používané v dátovej komunikácii - OM2, OM3, OM4 a OM5 - majú klasifikovaný- index. Krok{7}}indexové multimódové vlákno sa primárne spája so staršími návrhmi a špeciálnymi aplikáciami, ako je plastové optické vlákno (POF). Vlákno s jedným-režimom naproti tomu štandardne používa profil indexu krok{10}, ale keďže sa šíri iba jeden režim, modálny rozptyl sa neuplatňuje.

Sklenené vlákno vs plastové optické vlákno

Väčšina optických vlákien používaných v telekomunikáciách a dátových sieťach je vyrobená z kremičitého skla. Sklenené vlákno ponúka nízky útlm, veľkú šírku pásma a je vhodné pre prenos-na dlhé vzdialenosti. Všetky vyššie uvedené normy OM a G.65x sa vzťahujú na sklenené vlákno.

Plastové optické vlákno(POF) používa polymérové ​​jadro, zvyčajne s veľkým{0}}indexovým dizajnom. Je jednoduchšie ukončiť a flexibilnejšie ako sklenené vlákno, ale má oveľa vyšší útlm a nižšiu šírku pásma. POF sa používa v aplikáciách s krátkym-odpojením, ako sú automobilové siete, domáce audio/video pripojenia a priemyselné snímanie, - nie v bežných vysokokapacitných{5}}komunikačných sieťach.

Ako si vybrať správne vlákno pre vašu sieť

Namiesto toho, aby ste výber vlákien považovali za učebnicové cvičenie, pristupujte k nemu ako k praktickému rozhodnutiu na základe vášho konkrétneho nasadenia. Tu sú kľúčové faktory aplikované na bežné scenáre:

1. Určite si svoje požiadavky na vzdialenosť

Ak vaše prepojenia presahujú niekoľko stoviek metrov, jediné{0}}vlákno je zvyčajne jedinou realizovateľnou možnosťou. Pre prepojenia do 300 – 400 metrov - bežné vo vnútri budov, medzi budovami v areáli alebo v rámcidátové centrum- multimode vlákno môže poskytnúť požadovaný výkon pri nižších celkových nákladoch.

2. Vyhodnoťte celkové náklady na systém, nielen cenu kábla

Na niektorých trhoch môže byť viacrežimový optický kábel na meter o niečo drahší ako jednorežimový-kábel, ale viacrežimovýtransceiverya konektory sú zvyčajne oveľa lacnejšie. V prípade prepojení s krátkym-dosahom v dátových centrách a podnikových prostrediach úspory vysielača a prijímača často prevažujú nad rozdielmi v nákladoch na káble. S rastúcimi požiadavkami na dosah sa ekonomika posúva smerom k jednotnému-režimu.

3. Posúďte fyzické prostredie inštalácie

V prístupových sieťach, inštaláciách stúpačiek a scenároch správy káblov s vysokou{0}}hustotou sú úzke ohyby nevyhnutné. Ak za týchto podmienok nasadzujete jednorežimové vlákno{{2}, špecifikujtevlákno G.657-necitlivé na ohybznižuje riziko nadmerného útlmu v zákrutách. Pre vnútorné avnútorný kábelaplikácie, kde je smerovanie obmedzené, je to obzvlášť dôležité.

4. Plánujte rýchlosť a cestu upgradu

Ak budujete novú multimódovú infraštruktúru, vyhnite sa určeniu OM1 alebo OM2. Pre požiadavky 10G–100G je najbežnejšou voľbou OM4. Ak plán vašej organizácie zahŕňa transceivery-založené na SWDM, vyhodnoťte OM5. V prípade jedného-režimu ponúka vlákno kompatibilné s G.657.A{10}}spätnú kompatibilitu s G.652.D a zároveň poskytuje lepšiu toleranciu ohybu -, čo z neho robí rozumnú predvolenú hodnotu pre nové inštalácie s jedným{13}}režimom.

5. Zvážte konštrukciu káblov a životné prostredie

Typ optického vlákna vo vnútri kábla je oddelený od konštrukcie kábla. Je možné zabaliť rovnaký-režim alebo multimódové vláknopodzemné káble, anténne káble, tesné-nárazové vnútorné káble, alebouvoľnené-trubkové vonkajšie káblev závislosti od toho, kde bude nainštalovaný. Uistite sa, že špecifikujete typ vlákna aj vhodnú konštrukciu kábla pre vaše prostredie.

Bežné chyby pri výbere optického vlákna

Niekoľko opakujúcich sa chýb vedie k suboptimálnym výberom vlákien:

• Určenie OM1 alebo OM2 pre nové inštalácie.Tieto staršie triedy obmedzujú šírku pásma a budúce možnosti inovácie. TIA odporúča OM3, OM4 alebo OM5 pre všetky nové multimódové nasadenia.
• Iba porovnanie nákladov na kábel.Ignorovanie nákladov na transceiver, konektor a inštaláciu poskytuje neúplný obraz. Celkové náklady na prepojenie -, nie samotné náklady na káblové pripojenie - by mali byť dôvodom na rozhodnutie.
• Zmätočný typ vlákna s konštrukciou kábla.Plášť, pancierovanie akonštrukčný návrhsa vyberajú na základe prostredia inštalácie. Vnútorné vlákno sa volí na základe požiadaviek na prenos. Ide o dve samostatné rozhodnutia.
• Predvolená hodnota je OM5 bez plánu SWDM.OM5 pridáva hodnotu, keď sa plánuje prenos s viacerými vlnovými dĺžkami. Bez vysielačov a prijímačov SWDM ponúka OM4 rovnaký výkon jednej-vlnovej dĺžky za nižšiu cenu.
• Používanie štandardnej G.652 v prostredí s úzkym{1}}záhybom.Tam, kde smerovanie prechádza cez malé kryty alebo úzke rohy, vlákno G.657 necitlivé na ohyb- zabraňuje zbytočnej strate signálu.

Typické aplikácie podľa typu vlákna