Tudás

Az optikai szál a modern kommunikációs hálózatok alapja, de nem egyetlen termék. Az optikai szálak két fő típusaegymódusú{0}}szálas szál(SMF) éstöbbmódusú szál(MMF). A két száloptikai kábeltípus közötti különbség megértése - és annak ismerete, hogy mikor kell mindegyiket használni -, elengedhetetlen mindazok számára, akik hálózat kiépítését, meglévő infrastruktúra frissítését tervezik, vagy száloptikát kívánnak megadni egy adatközponthoz, kampuszhoz vagy telekommunikációs projekthez.

Ez az útmutató elmagyarázza az optikai szálak osztályozását, lebontja az egyes kategóriákon belüli kulcsfontosságú altípusokat és szabványokat, és gyakorlati útmutatást ad a hálózathoz megfelelő szál kiválasztásához.

Hogyan osztályozzák az optikai szálakat

Az egyik ok, amiért a száltípusok zavarónak tűnhetnek, az, hogy az optikai szálak osztályozásának számos érvényes módja van. A leggyakoribb módszerek a következők:

• Fényterjedés útján (mód):Az egymódusú optikai szál és a többmódusú optikai szál - a legtöbb vásárló számára a legpraktikusabb kiindulópont.
• A törésmutató profilja szerint:lépés-index rost vs osztályozott-index fiber - leírja, hogyan épül fel a mag törésmutatója.
• Anyag szerint:üvegszál vsműanyag optikai szálA - meghatározza, hogy miből készül a szál.
• Szabvány szerint:OM osztályok (OM1–OM5) multimódusokhoz; G.652, G.657 és egyébITU-T G.65x ajánlásokegy{0}}módhoz.

Mérnökök, hálózattervezők és beszerzési csapatok számára a leghasznosabb megközelítés az egy{0}}módú kontra többmódusú döntéssel kezdeni, majd leszűkíteni a szabványos és a telepítési forgatókönyv szerint. A többi osztályozási módszer - törésmutató-profil, anyag - hasznos hátteret nyújt, de ritkán vezet az elsődleges vásárlási döntéshez a mainstream hálózati projektekben.

Single{0}}Mode vs Multimode Fiber: Főbb különbségek

Egymódusú{0}}szálas szálvan egy kis magja (általában 8-10 µm körül), amely csak egyfajta fény terjedését teszi lehetővé. Ez kiküszöböli a modális diszperziót, és lehetővé teszi a jelek nagy távolságok megtételét minimális romlással -, így ez a szabványos választás a távközlési gerinchálózatokhoz, metróhálózatokhoz, hozzáférési hálózatokhoz és távolsági{4}}kapcsolatokhoz.

Multimódusú szálnagyobb maggal (50 µm vagy 62,5 µm) rendelkezik, amely egyszerre több fénymódot támogat. Széles körben elterjedt a rövidebb-elérésű linkekhez vállalati épületekben, egyetemi gerinchálózatokban ésadatközpontok, ahol a linkek távolsága jellemzően néhány száz méter alatti.

Elterjedt tévhit, hogy a kábel ára önmagában határozza meg, melyik szál olcsóbb. A gyakorlatban a rendszer teljes költsége nagymértékben függ az adó-vevőktől, a csatlakozóktól és a telepítési munkától. Rövid-elérésű vállalati és adatközponti környezetekben a többmódusú optikai szál gyakran alacsonyabb teljes rendszerköltséget biztosít, mivel a kompatibilis VCSEL-alapú adó-vevők és csatlakozók olcsóbbak, mint az egymódusú optika. A kapcsolat távolságának növekedésével azonban az egy-módus szükségessé válik, függetlenül a költségektől, mivel a többmódusú optikai szál nem tudja megőrizni a jelminőséget hosszabb távon.

Többmódusú száltípusok: OM1, OM2, OM3, OM4 és OM5

A többmódusú szál tovább van osztva az által meghatározott fokozatokraTIAés ISO/IEC szabványok. Ezek az - OM1-től OM-ig{3}} fokozatok elsősorban a modális sávszélességben különböznek, amely meghatározza, hogy adott sebességgel milyen messzire tudnak adatot továbbítani.

OM1 és OM2: Legacy Multimode Fiber

Az OM1 szál 62,5 µm-es magot használ, és eredetileg LED--alapú fényforrásokhoz tervezték. Az OM2 50 µm-es magot használ, és eredetileg LED-átvitelre tervezték. Mindkét minőség a modern szabványok szerint korlátozott sávszélességgel rendelkezik, és az örökölt száltípusok közé tartoznak. A TIA ezt javasoljaaz új telepítések OM3-at, OM4-et vagy OM5-öt használnaknem pedig OM1 vagy OM2.

Ha egy meglévő épületben találkozik OM1-vel vagy OM2-vel, az továbbra is 1 Gigabit Ethernet-forgalmat szállíthat rövid távolságokon. De minden új kábelezési projektnél az OM1 vagy OM2 megadása korlátozza a jövőbeni frissítési lehetőségeket, és ezt általában kerülni kell.

OM3: Lézer-Optimalizált Multimód 10G és tovább

Az OM3 volt az első többmódusú szálminőség, amelyet kifejezetten VCSEL lézerforrásokhoz terveztek 850 nm-en. Hatékony modális sávszélessége (EMB) 2000 MHz·km 850 nm-en, amely 300 méterig támogatja a 10 Gigabit Ethernetet. Az OM3 továbbra is életképes megoldás a vállalati hálózatok számára, ahol a 10G kapcsolatok dominálnak, és a távolságok mérsékeltek.

OM4: Nagyobb sávszélesség az adatközpontokhoz és a campusokhoz

Az OM4 4700 MHz·km EMB-t kínál 850 nm-en, - több mint kétszerese az OM3-nak. Ez lehetővé teszi a 10 Gigabit Ethernet támogatását 400 méterig és a 100 Gigabit Ethernet (100 GBASE-SR4) támogatását 100 méterig. Számos adatközpont-frissítési projekt és új egyetemi gerinchálózati telepítés esetén az OM4 eléri a teljesítmény, az elérés és a költségek megfelelő egyensúlyát.

OM5: Szélessávú multimódus{1}}több hullámhosszú átvitelhez

Az OM5, más néven szélessávú multimódusú szál (WBMMF), 850 nm-en és 953 nm-en is meg van adva. Úgy tervezték, hogy támogassa a rövid-hullámhosszosztásos multiplexelést (SWDM), amely több hullámhosszt (általában 850, 880, 910 és 940 nm) továbbít egyetlen szálpáron keresztül. Ez teszi relevánssá az OM5-öt, ha az útiterv SWDM{11}}alapú adó-vevőket tartalmaz 40G, 100G vagy 400G átvitelhez.

Az OM5 azonban nem szükséges automatikusan minden modern többmódusú hálózathoz. Ha a telepítés szabványos 850 nm-es adó-vevőket használ SWDM nélkül, az OM4 ugyanazt a teljesítményt nyújtja alacsonyabb kábelköltség mellett. Értékelje az OM5-öt, ha a több-hullámhosszú stratégiák a tényleges frissítési terv részei -, nem pedig alapértelmezett.

OM3 vs OM4 vs OM5: Gyors döntési útmutató

Egymódusú száltípusok-: G.652 vs G.657

Az egymódusú{0}}szálas szabványokat aITU-T(Nemzetközi Távközlési Unió – Távközlési Szabványügyi Szektor). Bár számos G.65x ajánlás létezik, a telepítési döntések többségénél kettő számít leginkább: G.652 és G.657.

G.652: A szabványos egymódusú-száloptika

Az ITU-T G.652 a világ legszélesebb körben telepített egy-módusú optikai szála. Először 1984-ben szabványosították, és egy 1310 nm-hez közeli nulla-diszperziós hullámhosszú szálat határoz meg, amely az 1310 nm-es sávban való működésre van optimalizálva, és az 1550 nm-es sávban is használható. A legfrissebb alkategória, a G.652.D, kiküszöböli a vízcsúcsot a teljes -spektrumú működés érdekében, és szűkebb polarizációs módú diszperziót (PMD) kínál -, így alkalmas CWDM és DWDM rendszerekhez.

A G.652 továbbra is az alapértelmezett választás általános-célraegymódusú{0}}szálas szálgerinc-, metró- és közlekedési hálózatokban, ahol a hajlítási sugárra vonatkozó követelmények szabványosak (a minimális hajlítási sugár 30 mm).

G.657: Hajlítás-Érzéketlen egymódusú{2}}szál

Az ITU-T G.657-et azért hozták létre, hogy megbirkózzon a hozzáférési hálózatokban, a beltéri kábelezésben és a helyszűke környezetekben, például adatközpontokban felmerülő hajlítási kihívásokkal. A G.657 szálak a G.652-hez képest lényegesen kisebb jelveszteséggel tolerálják a szűkebb hajlítási sugarakat.

A G.657-en belül két fő kategória van:

• A kategória (G.657.A1, G.657.A2):Teljesen kompatibilis a G.652.D-vel, ami azt jelenti, hogy a G.652.D előírásainak megfelelően bárhol alkalmazhatók, miközben jobb hajlítási teljesítményt is biztosítanak. A G.657.A1 legalább 10 mm-es hajlítási sugarat támogat; A G.657.A2 7,5 mm-t támogat.
• B kategória (G.657.B2, G.657.B3):Nagyon szűk kanyarokhoz optimalizálva, rövid-elérési és beltéri környezetben, a B3 pedig támogatja az 5 mm-es minimális hajlítási sugarat. Előfordulhat, hogy a B kategóriás szálak nem felelnek meg teljes mértékben a G.652.D kromatikus diszperziós előírásainak, de rendszerkompatibilisek a hozzáférési hálózathoz.

Azokban a hozzáférési rendszerekben, ahol a szálnak szűk felszállóvezetékeken, kis burkolatokon vagy éles sarkokon keresztül kell haladnia, a G.657 szálak csökkentik a túlzott hajlítási veszteség kockázatát. Nagy-sűrűségű adatközponti környezetekbenpatch zsinórrouting, a G.657.A-kompatibilis szál jelentős előnyt jelent a szabványos G.652-vel szemben.

G.652 vs G.657: Mikor válasszuk mindegyiket?

Lépés-Index vs osztályozott-Indexszál

Az optikai szálak osztályozásának másik módja a törésmutató profilja. Az alépés-indexA törésmutató egyenletes a magban, és élesen csökken a mag-burkolat határán. Az aosztályozott{0}}indexszál, a törésmutató fokozatosan csökken a mag közepétől a burkolatig.

Ez a különbségtétel azért fontos, mert a törésmutató profilja közvetlenül befolyásolja a modális diszperziót. A lépés-index többmódusú szála során a különböző fénymódok eltérő sebességgel haladnak át egy egységes magon, ami miatt a jelek különböző időpontokban érkeznek, és korlátozzák a sávszélességet. A fokozatos-indexű többmódusú szálban a változó törésmutató a mag középpontjától távolabb eső fénysugarak gyorsabb terjedését okozza, részben kompenzálva hosszabb útjukat. Ez a kiegyenlítő hatás jelentősen csökkenti a modális diszperziót, és nagyobb sávszélességet tesz lehetővé nagyobb távolságokon.

Gyakorlatilag az adatkommunikációban használt modern többmódusú szálak - OM2, OM3, OM4 és OM5 - osztályozott-index. A lépés-index multimódusú szál elsősorban a régebbi kialakításokhoz és speciális alkalmazásokhoz, például műanyag optikai szálhoz (POF) kapcsolódik. Az egymódusú-szál ezzel szemben alapértelmezés szerint lépés{10}}indexprofilt használ, de mivel csak egy mód terjed, a modális diszperzió nem érvényesül.

Üvegszál vs műanyag optikai szál

A legtöbb távközlésben és adathálózatban használt optikai szál szilícium-dioxid üvegből készül. Az üvegszál alacsony csillapítást, nagy sávszélességet és nagy távolságú átvitelre alkalmas. A fent tárgyalt OM és G.65x szabványok mindegyike vonatkozik az üvegszálra.

Műanyag optikai szál(POF) polimer magot használ, jellemzően nagy lépésszámú-index kialakítással. Könnyebben lezárható és rugalmasabb, mint az üvegszál, de jóval nagyobb a csillapítása és kisebb a sávszélessége. A POF-ot olyan rövid-link-alkalmazásokban használják, mint például autóipari hálózatok, otthoni audio-/videokapcsolatok és ipari érzékelés -, nem pedig az általános, nagy{5}}kapacitású kommunikációs hálózatokban.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő szálat a hálózathoz

Ahelyett, hogy a szálak kiválasztását tankönyvi gyakorlatként kezelné, inkább gyakorlati döntésként kezelje az adott alkalmazáson alapuló megoldást. Íme a gyakori forgatókönyvekre alkalmazott kulcstényezők:

1. Határozza meg a távolságra vonatkozó követelményeit

Ha a linkek meghaladják néhány száz métert, általában az egyetlen módú optikai szál az egyetlen járható megoldás. 300–400 méter alatti linkekhez - gyakori épületeken belül, az egyetem épületei között vagyadatközpontA - multimódusú optikai szál alacsonyabb összköltség mellett tudja biztosítani a szükséges teljesítményt.

2. Értékelje a teljes rendszerköltséget, nem csak a kábelárat

A többmódusú optikai kábel méterenként valamivel drágább lehet, mint az egymódusú{0}}egyes piacokon, de a többmódusúadó-vevőkés a csatlakozók jellemzően jóval olcsóbbak. Az adatközpontokban és vállalati környezetekben található rövid-kapcsolatok esetén az adó-vevő megtakarítása gyakran meghaladja a kábelköltség-különbséget. Ahogy nőnek az elérési követelmények, a gazdaságosság az egymódú-mód felé tolódik el.

3. Mérje fel a fizikai telepítési környezetet

Hozzáférési hálózatok, felszállóvezetékek telepítése és nagy{0}}sűrűségű kábelkezelési forgatókönyvek esetén a szűk ívek elkerülhetetlenek. Ha egy-módusú optikai szálat telepít ilyen körülmények között, adja megG.657 hajlítás-érzéketlen szálcsökkenti a túlzott csillapítás kockázatát a kanyarokban. Beltéri ésbeltéri kábelolyan alkalmazásoknál, ahol az útválasztás korlátozott, ez különösen fontos.

4. Tervezze meg a sebességet és a frissítési útvonalat

Ha új többmódusú infrastruktúrát épít ki, kerülje az OM1 vagy OM2 megadását. A 10G–100G követelményekhez az OM4 a leggyakoribb választás. Ha a szervezet ütemterve SWDM{6}}alapú adó-vevőket tartalmaz, értékelje az OM5-öt. Egy-módus esetén a G.657.A-kompatibilis optikai szál visszafelé kompatibilis a G.652.D-vel, miközben jobb hajlítási tűrést biztosít -, így ez ésszerű alapértelmezés az új egymódusú{13}}telepítéseknél.

5. Vegye figyelembe a kábelépítést és a környezetet

A kábelen belüli optikai szál típusa elkülönül a kábel felépítésétől. Ugyanaz az egy-módusú vagy többmódusú optikai szál is becsomagolhatóföldalatti kábelek, légkábelek, szoros{0}}puffer beltéri kábelek, vagylaza-csöves kültéri kábelekattól függően, hogy hol lesz telepítve. Ügyeljen arra, hogy megadja a szál típusát és a környezetének megfelelő kábelkonstrukciót.

Gyakori hibák az optikai szál kiválasztásakor

Számos visszatérő hiba szuboptimális szálválasztáshoz vezet:

• OM1 vagy OM2 megadása új telepítésekhez.Ezek a régi fokozatok korlátozzák a sávszélességet és a jövőbeni frissítési lehetőségeket. A TIA az OM3-at, OM4-et vagy OM5-öt ajánlja minden új többmódusú telepítéshez.
• Csak a kábel költségének összehasonlítása.Az adó-vevő, a csatlakozó és a telepítési költségek figyelmen kívül hagyása hiányos képet ad. A teljes összekapcsolási költség -, nem csak a kábelköltség - kell, hogy befolyásolja a döntést.
• Zavaros száltípus a kábelszerkezettel.Egy optikai kábel köpenye, páncélja ésszerkezeti tervezésa telepítési környezet alapján vannak kiválasztva. A belső szálat az átviteli követelmények alapján választják ki. Ez két külön döntés.
• Alapértelmezés szerint az OM5 SWDM ütemterv nélkül.Az OM5 értéket ad, ha több hullámhosszú{1}}átvitelt terveznek. SWDM adó-vevők nélkül az OM4 ugyanazt az egyetlen hullámhosszú{4}}teljesítményt kínálja alacsonyabb költséggel.
• Szabványos G.652 használata szűk-kanyarú környezetben.Ahol az útválasztás kis burkolatokon vagy szűk sarkokon halad át, a G.657 kanyar-érzéketlen szála megakadályozza a szükségtelen jelvesztést.

Tipikus alkalmazások száltípus szerint