La fibra monomode i multimode són els dos principals mitjans de transmissió de fibra òptica-que s'utilitzen a Ethernet, centres de dades, xarxes d'accés, troncs de campus, comunicacions industrials i molts altres sistemes. La diferència no és simplement que un és "per a l'exterior" i l'altre és "per a interior". L'elecció correcta depèn de la velocitat de dades requerida, la distància de l'enllaç, el tipus de transceptor, la fibra instal·lada, el pressupost de pèrdua òptica i el pla d'actualització futur.
Per als enllaços curts, la fibra multimode pot proporcionar una solució pràctica i rendible{0}}si es combina amb òptiques de curt-abast. Per a enllaços més llargs o xarxes que necessiten més abast i flexibilitat d'actualització, la fibra d'un-mode sol ser l'opció més adequada. Tanmateix, cap tipus de fibra té una distància màxima universal. L'abast suportat està determinat pel canal òptic complet, no només pel cable.
Què és la fibra multimode?
Fibra multimodeté un nucli relativament gran que admet múltiples modes de propagació. Com que aquests modes no arriben al receptor exactament al mateix temps, la dispersió modal limita l'amplada de banda a mesura que augmenta la distància de transmissió.
Les categories comunes de fibra multimode d'índex-classificats inclouen OM1, OM2, OM3, OM4 i OM5. OM1 s'associa habitualment amb una geometria de 62,5/125 µm, mentre que OM2 a OM5 utilitzen una geometria de 50/125 µm. OM3 i OM4 són fibres optimitzades per làser-àmpliament utilitzades amb òptiques Ethernet d'abast-de curt 850 nm, i OM5 és un grau multimode de banda ampla de 50 µm destinat a sistemes que utilitzen diverses longituds d'ona curtes.
La fibra multimode es selecciona habitualment per a enllaços curts d'equips-sala, edifici i centre de dades-en què la distància instal·lada està a l'abast dels mòduls òptics seleccionats. El seu nucli més gran també fa que l'acoblament de la llum a la fibra sigui menys exigent que amb els sistemes de mode únic-, tot i que la neteja del connector, la polaritat, la pèrdua i la compatibilitat del transceptor encara són importants.
Què és la fibra-mode únic?
Fibra monomode{0}té un nucli molt més petit i està dissenyat per suportar el mode de propagació fonamental sota les condicions de funcionament previstes. Sovint es descriu al material introductori que té un nucli d'aproximadament 9 µm, però les especificacions d'enginyeria per a fibra de mode únic-també depenen molt del diàmetre de camp del mode, que varia segons el disseny de la fibra i la longitud d'ona.
Com que la fibra d'-mode únic evita la dispersió modal que limita els enllaços multimode, és adequada per a distàncies de transmissió molt més llargues. Les longituds d'ona de funcionament habituals inclouen 1310 nm i 1550 nm, depenent de la xarxa i la interfície òptica.
ITU-T G.652 és la família de referència bàsica per a fibra òptica i cable estàndard-mode únic. El correntRecomanació ITU-T G.652defineix les característiques geomètriques, mecàniques i de transmissió d'aquesta classe de fibres.Fibra G.652.Ds'utilitza àmpliament en infraestructures d'accés, metro, backbone i telecomunicacions generals.
Per a xarxes d'accés i instal·lacions on s'esperen corbes més estretes, la fibra G.657 proporciona un rendiment millorat de pèrdua de flexió-en comparació amb G.652. El correntRecomanació ITU-T G.657cobreix la fibra de mode únic-insensible a la flexió-pèrdua-, incloses les fibres de categoria A dissenyades per ser compatibles amb les aplicacions G.652 convencionals. En punts de terminació densos, caixes de distribució i vies d'accés interiors, opcions com araG.657.A2 corba-fibra insensiblepot ser útil quan els requisits de flexió especificats ho justifiquen.
Mode únic vs fibra multimode: diferències clau
| Factor | Fibra d'-mode únic | Fibra multimode |
|---|---|---|
| Propagació | Dissenyat per donar suport al mode fonamental | Admet múltiples modes de propagació |
| Descripció de la mida típica | Un nucli d'aproximadament 9 µm és una descripció simplificada comuna; El diàmetre de camp de mode és un paràmetre d'enginyeria important | 50/125 µm per a OM2-OM5; 62,5/125 µm és habitual per a OM1 |
| Longituds d'ona comunes | 1310 nm i 1550 nm, segons la interfície | Els 850 nm són habituals per a l'Ethernet d'-abast curt; altres longituds d'ona depenen del sistema |
| Principal preocupació de dispersió | La dispersió del mode-cromàtic i de polarització esdevé rellevant en sistemes de velocitat-alt o més llargs | La dispersió modal és una limitació important de l'abast |
| Accés típic | Des d'enllaços curts fins a desenes de quilòmetres o més, segons l'òptica i el disseny de l'enllaç | En general, d'abast curt, amb la distància real determinada pel grau de fibra, la velocitat de dades i l'especificació del transceptor |
| Òptica típica | Interfícies LR, ER, ZR, coherents, PON i altres-específiques basades en làser- | Òptica{0}}de curt abast, que utilitzen habitualment fonts VCSEL de 850 nm per a Ethernet |
| Aplicacions habituals | FTTx, backbone del campus, metro, telecomunicacions, enllaços industrials de llarg-abast, comunicacions de serveis públics, interconnexió de-centres de dades | Enllaços interns del-centre de dades, sales d'equipaments, eixos troncals d'edificis, enllaços breus d'empresa |
| Actualitzar la flexibilitat | En general, és més fort quan es puguin necessitar sistemes òptics d'abast futur o de{0}}capacitat superior | Ideal per a arquitectures definides-de curt abast, però l'abast de l'actualització pot estar restringit pel grau d'OM instal·lat |
Fins a quina distància es poden transmetre les fibres en mode-únic i multimode?
No hi ha cap resposta tècnicament correcta, com ara "funciona en multimode fins a 550 metres" o "funciona en mode-únic durant 100 quilòmetres". El tipus de fibra és només una part de l'enllaç. La distància real admesa depèn de l'estàndard Ethernet o de transport, la potència de llançament del transceptor, la sensibilitat del receptor, la longitud d'ona, l'atenuació de la fibra, la dispersió modal o cromàtica, la pèrdua de connector, la pèrdua d'empalmament i qualsevol marge de disseny.
Els valors següents són exemples útils en lloc de límits de cable universals:
| Exemple d'interfície òptica | Fibra | Exemple d'abast | Què Mostra |
|---|---|---|---|
| 1000BASE-SX | 50 µm multimode | Fins a 550 m en MMF heretat de 50 µm a l'especificació publicada de Cisco; s'especifiquen algunes configuracions de 50 µm optimitzades per làser-per a un abast més llarg | La xifra de 550 m sovint-citada pertany a combinacions particulars d'1 GbE, no tots els enllaços multimode |
| 10GBASE-SR | OM3 multimode | Fins a 300 m segons l'especificació SFP+ de Cisco | Les taxes de dades més altes poden reduir l'abast multimode |
| 10GBASE-SR | OM4 multimode | Fins a 400 m segons l'especificació SFP+ de Cisco | Els graus d'OM d'ample de banda-més elevats poden ampliar els enllaços-de curt abast compatibles |
| 10GBASE-LR | G.652 en mode-únic | 10 km segons l'especificació SFP+ de Cisco | El mode-únic admet enllaços Ethernet substancialment més llargs amb òptiques de llarg-abast |
| 10GBASE-ER | G.652 en mode-únic | Fins a 40 km amb l'especificació SFP+ de Cisco | La classe del transceptor, no només la fibra, estableix l'abast del sistema compatible |
de CiscoEspecificacions Gigabit Ethernet SFPiEspecificacions 10GBASE SFP+il·lustreu per què les taules de selecció-de fibra sempre haurien d'anomenar tant la interfície òptica com el grau de fibra.
Per a un projecte real, utilitzeu l'especificació del transceptor del fabricant de l'equip com a valor d'abast governant i verifiqueu la pèrdua completa del canal. Un cable físicament prou llarg no és automàticament un enllaç òptic que compleixi amb el pressupost de dispersió i potència requerit.
La fibra de mode-únic és més ràpida que la fibra multimode?
La fibra en si no s'ha de descriure com una "velocitat" fixa. Tant el cablejat d'un-mode com el de multimode poden portar velocitats de dades elevades quan es combinen amb l'òptica i els estàndards correctes. La diferència pràctica és que l'amplada de banda multimode està més fortament restringida per la dispersió modal a la distància, mentre que la fibra d'un-mode proporciona un mitjà de transmissió que s'adapta millor als sistemes òptics de llarg abast i de molt{4}}capacitat.
Per a un enllaç de 10 GbE dins d'una sala d'equips, OM3 o OM4 poden ser totalment adequats. Per a una xarxa troncal de campus multi-quilòmetres de 10 GbE, 10GBASE-LR sobre fibra en mode únic- és l'arquitectura més rellevant. La velocitat de dades és la mateixa; el sistema òptic i l'abast suportat són diferents.
Què costa menys: mode-únic o multimode?
El multimode ha estat tradicionalment atractiu per a xarxes de curt-abast perquè les òptiques de curt-abast compatibles poden ser econòmiques. Tanmateix, és arriscat seleccionar fibra només assumint que "el multimode és més barat". El preu dels mòduls canvia amb el temps, les diferents plataformes de commutació admeten diferents òptiques i el cablejat instal·lat pot romandre en servei molt més temps que els transceptors.
Una millor comparació és el cost total instal·lat:
- cable de fibra i cost de terminació;
- cost del transceptor als dos extrems;
- cordons de connexió, adaptadors i panells;
- proves i certificació;
- nombre d'interruptors intermedis o punts de conversió-de mitjans;
- migració futura a taxes de dades més altes;
- cost de reemplaçar una columna vertebral instal·lada posteriorment.
Per a un enllaç intern fix i curt, el multimode encara pot ser una opció de cost raonable. Per a la infraestructura troncal que s'espera que serveixi per a diverses generacions d'equips, el mode-únic pot reduir el risc d'una limitació d'abast futura, encara que els mòduls òptics originals no siguin l'opció de menor-cost.
Escenaris d'aplicació correctes
1. Centres de dades i sales d'equipaments
L'OM3 o l'OM4 multimode són habitualment adequats per a enllaços de -servidor, commutador i panell de connexió-de curt abast quan la interfície Ethernet especificada admet la distància necessària. L'OM5 es pot considerar quan l'arquitectura òptica seleccionada es beneficia específicament del funcionament multimode de banda ampla.
El mode-únic és adequat quan el centre de dades requereix un abast intern més llarg, connectivitat del campus, interconnexió del-centre de dades o una estratègia d'actualització basada en l'òptica de mode-únic. Per a arquitectures de densitat més alta-, el tipus de fibra també s'ha de coordinar amb el format del connector, el recompte de carrils, la polaritat i eltransceptor òptic{0}}d'alta velocitat. Per obtenir una visió més àmplia de les decisions de topologia i cablejat, consulteu el llocguia del centre de-dades-de fibra òptica.
2. Edificis d'oficines i xarxes empresarials
Per a enllaços d'edificis curts, el multimode pot ser pràctic, especialment quan la infraestructura OM3 o OM4 existent ja coincideix amb l'òptica requerida. Per als enllaços entre edificis-a-edificis o campus, el mode-únic sovint ofereix més abast i una ruta d'actualització-a llarg termini més neta.
La construcció del cable encara ha de coincidir amb l'entorn d'instal·lació. Els requisits de classificació de foc, d'elevació o plenum, de força de tracció, de rendiment de flexió i de transició interior/exterior estan separats de la qüestió del mode-únic i el multimode. Ancable òptic interiorpot contenir qualsevol tipus de fibra en funció del disseny del producte i dels requisits de la xarxa.
3. FTTx i Accés de banda ampla
La fibra d'-mode únic és l'opció estàndard per a l'accés FTTx perquè les xarxes de distribució i de descàrrega han de cobrir distàncies molt més grans que els enllaços LAN a nivell d'habitació-normals i poden necessitar una divisió òptica passiva. G.652.D és comú a les infraestructures de mode únic-general, mentre que les fibres G.657 són especialment útils quan els cables d'accés experimenten un encaminament i una flexió més estrets a prop de les instal·lacions del client o dels punts de distribució.
4. Enllaços metropolitans, troncals i de llarga-distància
La fibra d'-mode únic és l'opció normal per a la transmissió de metro, backbone, cross-campus i de llarga-distància. Tanmateix, dir que el mode-únic "admet automàticament centenars de quilòmetres" és incomplet. A aquestes distàncies, el disseny del sistema ha de tenir en compte la longitud d'ona seleccionada, el pressupost de potència òptica, la dispersió cromàtica, l'arquitectura de l'amplificador si escau, les pèrdues d'empalmament i connectors i el transceptor o plataforma de transport exactes.
5. CCTV i Seguiment Industrial
Per a enllaços d'agregació de càmeres de seguretat-breus dins d'un edifici o d'una instal·lació local, el multimode pot funcionar bé si l'òptica Ethernet i la distància són compatibles. Per a càmeres distribuïdes en un gran emplaçament industrial, una carretera, un corredor de serveis o una xarxa municipal, el mode-únic normalment es fa més pràctic a causa de l'abast més llarg entre els nodes actius.
La selecció s'ha de basar en la topologia de la xarxa i la interfície òptica, no en la paraula "CCTV". Un enllaç ascendent de càmera de 100 m i una columna vertebral de monitorització de 10 km són problemes de transmissió diferents, encara que tots dos portin vídeo.
6. Comunicacions exteriors i d'utilitat
La instal·lació a l'exterior no requereix automàticament fibra d'un-mode. "A l'aire lliure" descriu els requisits ambientals i mecànics com ara l'exposició als raigs UV, la protecció contra la humitat, la càrrega de tracció, la resistència a l'aixafament, l'envergadura aèria, la instal·lació de conductes o l'enterrament directe. Tant les fibres d'un-mode com de les fibres multimode es poden incorporar a les construccions de cables exteriors.
No obstant això, els enllaços llargs a l'exterior i els enllaços d'utilitat tendeixen a afavorir el mode-únic perquè els requisits de distància solen ser més grans. Aleshores, la construcció del cable s'ha de seleccionar per separat per a la ruta, com ara conducte, subterrani ocable aeri de fibra-òptica.
Un projecte pot utilitzar tant fibra monomode-com fibra multimode?
Sí, però el límit s'ha de dissenyar correctament. Un campus pot utilitzar fibra d'-mode únic per a una columna vertebral llarga a l'exterior i fibra multimode per a enllaços interns curts. El punt important és que els dos mitjans haurien de trobar-se normalment en equips de xarxa actius que proporcionin la interfície òptica correcta per a cada segment.
No tracti les fibres d'un-mode i multimode com a fils intercanviables que simplement es poden empalmar per crear un enllaç transparent. Les seves característiques de mode i els transceptors associats són diferents. Mesclar-los directament pot introduir pèrdues d'acoblament greus o un rendiment inestable. Si un disseny utilitza tots dos mitjans, documenteu el punt de conversió, el tipus de transceptor, la interfície de connector i el pressupost de pèrdues per a cada segment.
Com triar entre el mode-únic i la fibra multimode
- Definir la velocitat de dades i el protocol.Comenceu amb la interfície real: 1 GbE, 10 GbE, 25 GbE, 40 GbE, 100 GbE, PON, Fibre Channel o un altre sistema de transport.
- Mesureu la longitud real del canal.Incloeu rutes de pedaços i un marge d'instal·lació raonable en comptes d'utilitzar la distància de construcció en línia recta-.
- Seleccioneu el transceptor òptic.Comproveu el tipus de fibra admesa pel fabricant, la longitud d'ona, el connector i l'abast màxim del canal.
- Confirmeu el grau de fibra instal·lat o proposat.Per al multimode, identifiqueu OM1, OM2, OM3, OM4 o OM5 en lloc d'escriure només "MMF". Per al mode-únic, confirmeu l'especificació de fibra i el disseny del cable aplicables.
- Calcula el pressupost de pèrdues òptiques.Inclou atenuació de fibra, connectors, empalmes, components passius i marge de disseny.
- Comproveu l'entorn d'instal·lació per separat.La classificació contra el foc a l'interior, el bloqueig d'aigua a l'exterior, la càrrega de tracció aèria, les dimensions del conducte, el radi de curvatura i la protecció mecànica són requisits de construcció del cable-, no regles del mode de transmissió-.
- Considereu la ruta d'actualització.Si el cable es mantindrà instal·lat a través de diverses generacions d'equips actius, compareu les òptiques futures i arribeu abans d'optimitzar només pel preu del mòdul actual.
Un exemple pràctic de selecció
Considereu un lloc amb un enllaç de 2,5 km entre dos edificis i diversos enllaços curts de menys de 100 m dins de cada sala d'equipaments. Una arquitectura raonable pot utilitzar fibra d'-mode únic i òptica-de llarg abast per a la columna vertebral de 2,5 km, mentre que el cablejat OM3 o OM4 existent pot continuar oferint enllaços de curt-abast compatibles dins dels edificis.
Aquesta no és una recomanació per empalmar el mode-únic directament amb el multimode. Cada segment de fibra ha d'acabar en un equip o un punt de conversió que utilitzi òptiques dissenyades per a aquest segment. L'exemple simplement mostra per què un campus mixt pot utilitzar els dos tipus de fibra sense tractar-los com un mitjà òptic continu.
PMF
Es poden connectar directament la fibra-mode únic i multimode?
Normalment no s'han de connectar com si fossin parts intercanviables d'un canal òptic. Els sistemes monomode i multimode utilitzen diferents característiques de propagació i normalment transceptors òptics diferents. Quan siguin necessaris els dos mitjans, utilitzeu equip actiu, conversió de mitjans o un disseny d'interfície documentat específicament.
La fibra-mode únic és sempre millor que la fibra multimode?
No. El mode-únic proporciona un abast molt més gran i una gran flexibilitat-a llarg termini, però el multimode continua sent una opció pràctica per a molts enllaços-de curt abast. La millor opció és la que compleix la interfície, la distància, el pressupost i el pla d'actualització requerits amb el menor risc global del projecte.
La fibra multimode pot córrer 1 km?
De vegades, amb combinacions òptiques específiques de baixa taxa-o admesa especialment, però 1 km no és una regla general de disseny multimode. Per exemple, Cisco documenta una operació de 1000BASE-SX sobre fibra multimode de 50 µm optimitzada per làser-a distàncies més grans que els 550 m habitualment citats. Comproveu sempre la combinació exacta de transceptor i fibra.
L'OM4 és millor que l'OM3?
L'OM4 proporciona una amplada de banda modal més alta que l'OM3 i pot suportar un abast més llarg per a algunes interfícies òptiques d'ona curta-. Això no vol dir que tots els projectes hagin d'utilitzar OM4; si un canal OM3 ja compleix l'especificació de distància i el pla d'actualització de la interfície seleccionada, pot continuar sent adequat.
Quina diferència hi ha entre la fibra G.652.D i la G.657?
Tots dos són famílies de fibres de mode únic-. G.652 defineix les característiques convencionals de la fibra-mode únic, mentre que G.657 està dissenyat per millorar el rendiment de pèrdua-de flexió. Les fibres de categoria A G.657 estan pensades per mantenir la compatibilitat amb les aplicacions de tipus G.652-a la vegada que ofereixen un rendiment de flexió més fort per a entorns d'accés i d'encaminament dens.
Quina fibra he d'utilitzar per a un centre de dades?
Per als enllaços interns curts, el multimode OM3 o OM4 és habitual quan coincideix amb l'òptica de curt-abast triada. Sovint es prefereix el mode únic-per a enllaços de centre de-datos més llargs, connexions de campus, interconnexió de-centre de dades o arquitectures que prioritzen la flexibilitat d'abast-a llarg termini. El full de ruta del transceptor s'ha de revisar abans de finalitzar el cablejat.
Quina fibra és millor per a CCTV exterior?
En el cas d'exteriors llargues de CCTV backbones, el mode-únic sol ser el mitjà de transmissió més pràctic a causa de l'abast. Per a enllaços exteriors locals curts, el multimode també pot funcionar si la interfície òptica admet la distància. Per separat, el propi cable ha de tenir una construcció exterior adequada al recorregut i a l'exposició ambiental.
Regla de selecció final
No trieu fibra amb una drecera única com ara "interior és igual a multimode" o "exterior és igual a mode-únic". Primer definiu la velocitat de dades i l'òptica, després verifiqueu la distància, el grau de fibra, el pressupost de pèrdua, l'entorn d'instal·lació i el requisit d'actualització futura. A la majoria d'enllaços de-equips d'abast-sala i de centre de dades-de curta curta, el multimode continua sent una opció vàlida. Per a FTTx, troncs de campus, xarxes de metro i transmissió industrial o exterior més llarga, el mode-únic sol ser la base preferida.