Znanje

Optična vlakna so temelj sodobnih komunikacijskih omrežij, vendar niso en sam izdelek. Dve glavni vrsti optičnih vlaken staenomodno-optično vlakno(SMF) invečmodno vlakno(MMF). Razumevanje razlike med tema dvema vrstama optičnih kablov - in vedenje, kdaj uporabiti vsakega od njih -, je bistveno za vsakogar, ki načrtuje uvedbo omrežja, nadgrajuje obstoječo infrastrukturo ali določa optična vlakna za podatkovni center, kampus ali telekomunikacijski projekt.

Ta priročnik pojasnjuje, kako so optična vlakna razvrščena, razčlenjuje ključne podvrste in standarde znotraj vsake kategorije ter nudi praktične napotke za izbiro pravega vlakna za vaše omrežje.

Kako so optična vlakna razvrščena

Eden od razlogov, zakaj se vrste vlaken lahko zdijo zmedene, je, da obstaja več veljavnih načinov za razvrščanje optičnih vlaken. Najpogostejše metode so:

• S širjenjem svetlobe (način):eno{0}}modno vlakno v primerjavi z večmodnim vlaknom - najbolj praktično izhodišče za večino kupcev.
• Glede na profil lomnega količnika:korak-indeksno vlakno v primerjavi s stopenjsko{1}}indeksnim vlaknom - opisuje, kako je strukturiran lomni količnik jedra.
• Po materialu:steklena vlakna vsplastično optično vlakno- določa, iz česa je vlakno izdelano.
• Po standardih:razredi OM (OM1–OM5) za večmodne; G.652, G.657 in drugiPriporočila ITU-T G.65xza enojni-način.

Za inženirje, načrtovalce omrežij in skupine za nabavo je najbolj uporaben pristop, da začnejo z odločitvijo o eno-načinu v primerjavi z večmodnostjo, nato pa se zožijo glede na standard in scenarij uvedbe. Druge metode razvrščanja - profil lomnega količnika, material - zagotavljajo uporabno ozadje, vendar le redko vodijo k primarni odločitvi o nakupu v glavnih omrežnih projektih.

Enoj{0}}mod v primerjavi z večmodnim vlaknom: ključne razlike

Enomod-optično vlaknoima majhno jedro (običajno okoli 8–10 µm), ki omogoča širjenje samo enega načina svetlobe. To odpravlja modalno razpršenost in omogoča, da signali potujejo na velike razdalje z minimalno degradacijo -, zaradi česar je standardna izbira za hrbtenice telekomunikacij, podzemna omrežja, dostopovna omrežja in-povezave na dolge razdalje.

Večmodno vlaknoima večje jedro (50 µm ali 62,5 µm), ki podpira več načinov svetlobe hkrati. Široko se uporablja za-povezave s krajšim dosegom v poslovnih stavbah, hrbtenicah kampusa inpodatkovnih centrov, kjer so razdalje povezav običajno manjše od nekaj sto metrov.

Pogosta napačna predstava je, da sama cena kabla določa, katero vlakno je cenejše. V praksi so skupni stroški sistema močno odvisni od oddajnikov, konektorjev in namestitvenega dela. Za podjetja s kratkim{2}}dosegom in okolja podatkovnih centrov večmodna vlakna pogosto zagotavljajo nižje skupne stroške sistema, ker so združljivi oddajniki-sprejemniki in konektorji na osnovi VCSEL-cenejši od eno-optike. Ko se razdalja povezave povečuje, postane eno-način potreben ne glede na ceno, ker večmodna vlakna ne morejo vzdrževati kakovosti signala v razširjenih dosegih.

Vrste večmodnih vlaken: OM1, OM2, OM3, OM4 in OM5

Večmodna vlakna so nadalje razdeljena na stopnje, ki jih določaTIAin standardi ISO/IEC. Te stopnje - OM1 do OM5 - se razlikujejo predvsem po modalni pasovni širini, ki določa, kako daleč lahko prenašajo podatke pri dani hitrosti.

OM1 in OM2: podedovana večmodna vlakna

Vlakno OM1 uporablja jedro 62,5 µm in je bilo prvotno zasnovano za svetlobne vire LED-. OM2 uporablja jedro 50 µm in je bil prvotno zasnovan tudi za prenos LED. Oba razreda imata omejeno pasovno širino po sodobnih standardih in sta razvrščena kot stare vrste vlaken. TIA to priporočanove namestitve uporabljajo OM3, OM4 ali OM5namesto OM1 ali OM2.

Če naletite na OM1 ali OM2 v obstoječi stavbi, lahko še vedno prenaša 1-gigabitni ethernetni promet na kratke razdalje. Toda za vsak nov projekt kabliranja določanje OM1 ali OM2 omejuje prihodnje možnosti nadgradnje in se ji je na splošno treba izogibati.

OM3: laser-optimiziran večnačin za 10G in več

OM3 je bil prvi večmodni razred vlaken, zasnovan posebej za laserske vire VCSEL pri 850 nm. Ima efektivno modalno pasovno širino (EMB) 2000 MHz·km pri 850 nm, ki podpira 10 Gigabit Ethernet do 300 metrov. OM3 ostaja izvedljiva možnost za poslovna omrežja, kjer prevladujejo povezave 10G in so razdalje zmerne.

OM4: Višja pasovna širina za povezave podatkovnega centra in kampusa

OM4 ponuja EMB 4700 MHz·km pri 850 nm - več kot dvakrat več kot OM3. To mu omogoča podporo 10 Gigabit Ethernet do 400 metrov in 100 Gigabit Ethernet (100GBASE-SR4) do 100 metrov. Za številne projekte osveževanja podatkovnih centrov in uvedbe hrbtenične mreže v kampusu OM4 dosega pravo razmerje med zmogljivostjo, dosegom in ceno.

OM5: Širokopasovni večmodni prenos za več-valovne dolžine

OM5, znan tudi kot širokopasovna večmodna vlakna (WBMMF), je določena pri 850 nm in 953 nm. Zasnovan je tako, da podpira multipleksiranje s kratko-valovno dolžino (SWDM), ki prenaša več valovnih dolžin (običajno 850, 880, 910 in 940 nm) prek enega para vlaken. Zaradi tega je OM5 ustrezen, ko vaš načrt vključuje sprejemnike in sprejemnike{11}}na osnovi SWDM za prenos 40G, 100G ali 400G.

Vendar OM5 ni samodejno potreben za vsako sodobno večmodno omrežje. Če vaša namestitev uporablja standardne 850 nm oddajno-sprejemne enote brez SWDM, OM4 zagotavlja enako zmogljivost pri nižji ceni kabla. Ocenite OM5, ko so več-strategije valovnih dolžin del vašega dejanskega načrta nadgradnje - in ne privzeto.

OM3 proti OM4 proti OM5: Vodnik za hitre odločitve

Enomodovne-vrste vlaken: G.652 proti G.657

Standarde-za enomodna vlakna določaITU-T(Mednarodna telekomunikacijska zveza – Sektor za standardizacijo telekomunikacij). Čeprav obstaja več priporočil G.65x, sta dve najpomembnejši za večino odločitev o uvajanju: G.652 in G.657.

G.652: Standardno eno-modno vlakno

ITU-T G.652 je najbolj razširjeno eno-modno vlakno na svetu. Prvič standardiziran leta 1984, določa vlakno z nič-razpršeno valovno dolžino blizu 1310 nm, optimizirano za delovanje v pasu 1310 nm in uporabno tudi v pasu 1550 nm. Najnovejša podkategorija, G.652.D, odpravlja vodni vrh za delovanje celotnega-spektra in ponuja močnejšo zmogljivost disperzije polarizacijskega načina (PMD), - zaradi česar je primerna za sisteme CWDM in DWDM.

G.652 ostaja privzeta izbira za-splošen namenenomodno-optično vlaknov hrbteničnih, podzemnih in prometnih omrežjih, kjer so zahteve za-polmer krivine standardne (najmanjši radij krivine je 30 mm).

G.657: enomodno-neobčutljivo vlakno na upogib

ITU-T G.657 je bil ustvarjen za reševanje izzivov upogibanja, ki se pojavljajo v dostopovnih omrežjih, notranjih kablih in prostorsko-omejenih okoljih, kot so podatkovni centri. Vlakna G.657 prenašajo manjše upogibne radije z znatno manjšo izgubo signala v primerjavi z vlakni G.652.

Znotraj G.657 obstajata dve glavni kategoriji:

• Kategorija A (G.657.A1, G.657.A2):Popolnoma skladni z G.652.D, kar pomeni, da jih je mogoče namestiti povsod, kjer je določen G.652.D, hkrati pa zagotavljajo izboljšano zmogljivost upogibanja. G.657.A1 podpira najmanjši polmer krivine 10 mm; G.657.A2 podpira 7,5 mm.
• Kategorija B (G.657.B2, G.657.B3):Optimiziran za zelo tesne krivine pri dostopu s kratkim{0}}dosegom in v zaprtih prostorih, pri čemer B3 podpira najmanjši radij krivine 5 mm. Vlakna kategorije B morda niso v celoti v skladu s specifikacijami kromatične disperzije G.652.D, vendar so sistem-združljiva za uporabo v dostopovnem omrežju.

Pri uvedbah dostopa, kjer morajo vlakna potekati skozi tesne dvižne cevi, majhna ohišja ali okoli ostrih vogalov, vlakna G.657 zmanjšajo tveganje čezmerne izgube pri upogibu. V okoljih podatkovnih centrov z visoko-gostotopatch kabelusmerjanje, G.657.A-skladna vlakna zagotavljajo pomembno prednost pred standardom G.652.

G.652 proti G.657: Kdaj izbrati vsakega

Korak-indeks v primerjavi z gradiranim-indeksom vlaken

Drug način za razvrščanje optičnih vlaken je njihov profil lomnega količnika. V akorak-indeksvlakna, je lomni količnik enakomeren po jedru in strmo pade na meji jedra-ovitka. V arazvrščeni-indeksvlakna se lomni količnik postopoma zmanjšuje od središča jedra proti ovoju.

To razlikovanje je pomembno, ker profil lomnega količnika neposredno vpliva na modalno disperzijo. V korak{1}}indeksnem večmodnem vlaknu različni načini svetlobe potujejo z različnimi hitrostmi skozi enotno jedro, zaradi česar signali prispejo ob različnih časih in omejujejo pasovno širino. V večmodnem vlaknu s stopnjevanim-indeksom spreminjajoči se lomni količnik povzroči, da svetlobni žarki, ki so dlje od središča, potujejo hitreje, kar delno kompenzira njihovo daljšo pot. Ta izravnalni učinek bistveno zmanjša modalno razpršenost in omogoča večjo pasovno širino na daljših razdaljah.

Skoraj vsa sodobna večmodna vlakna, ki se uporabljajo v podatkovnih komunikacijah - OM2, OM3, OM4 in OM5 -, imajo razvrščen-indeks. Step{7}}index večmodna vlakna so povezana predvsem s starejšimi oblikami in posebnimi aplikacijami, kot je plastično optično vlakno (POF). Nasprotno, enonačin-optično vlakno privzeto uporablja stopen{10}}indeksni profil, a ker se širi samo en način, modalna disperzija ne velja.

Steklena vlakna proti plastičnim optičnim vlaknom

Večina optičnih vlaken, ki se uporabljajo v telekomunikacijah in podatkovnih omrežjih, je narejena iz kremenčevega stekla. Steklena vlakna ponujajo nizko dušenje, visoko pasovno širino in primernost za-prenos na dolge razdalje. Vsi zgoraj obravnavani standardi OM in G.65x veljajo za steklena vlakna.

Plastična optična vlakna(POF) uporablja polimerno jedro, običajno z zasnovo indeksa z velikimi koraki-. Lažje ga je zaključiti in je bolj prilagodljiv kot steklena vlakna, vendar ima veliko večjo slabitev in nižjo pasovno širino. POF se uporablja v aplikacijah s kratkimi-povezavami, kot so avtomobilska omrežja, domače avdio/video povezave in industrijsko zaznavanje - ne v običajnih visokozmogljivih-komunikacijskih omrežjih.

Kako izbrati pravo vlakno za vaše omrežje

Namesto da izbire vlaken obravnavate kot vajo iz učbenikov, pristopite k temu kot k praktični odločitvi, ki temelji na vaši specifični uporabi. Tukaj so ključni dejavniki, uporabljeni za pogoste scenarije:

1. Določite svoje zahteve glede razdalje

Če vaše povezave presegajo nekaj sto metrov, je eno-optično vlakno običajno edina izvedljiva možnost. Za povezave pod 300–400 metri - običajne znotraj stavb, med stavbami v kampusu ali znotrajpodatkovni center- večmodno vlakno lahko zagotovi zahtevano zmogljivost z nižjimi skupnimi stroški.

2. Ocenite skupne stroške sistema, ne le cene kabla

Večmodni optični kabel je na nekaterih trgih lahko nekoliko dražji na meter kot eno-modni, vendar večmodnioddajnikipriključki pa so običajno veliko cenejši. Za kratko{1}}povezave v podatkovnih centrih in poslovnih okoljih prihranek sprejemnika in oddajnika pogosto odtehta kakršno koli razliko v ceni kabla. Ko zahteve po dosegu rastejo, se ekonomika preusmeri k enojnemu-načinu.

3. Ocenite okolje fizične namestitve

V dostopovnih omrežjih, napeljavah dvižnih vodov in scenarijih upravljanja kablov z visoko{0}}gostoto so tesni zavoji neizogibni. Če v teh pogojih uvajate eno-optično vlakno, navediteG.657 vlakna,-neobčutljiva na upogibanjezmanjša tveganje čezmernega dušenja v ovinkih. Za notranjo innotranji kabelaplikacije, kjer je usmerjanje omejeno, je to še posebej pomembno.

4. Načrtujte hitrost in pot nadgradnje

Če gradite novo večmodno infrastrukturo, se izogibajte podajanju OM1 ali OM2. Za zahteve 10G–100G je najpogostejša izbira OM4. Če načrt vaše organizacije vključuje oddajnike-sprejemnike-na osnovi SWDM, ocenite OM5. V enosmernem-načinu G.657.A-združljivo vlakno ponuja povratno združljivost z G.652.D, hkrati pa zagotavlja boljšo toleranco za upogibanje -, zaradi česar je smiselna privzeta uporaba za nove eno-namestitve.

5. Upoštevajte konstrukcijo kabla in okolje

Vrsta optičnega vlakna v kablu je ločena od konstrukcije kabla. Zapakiramo lahko isto eno-modno ali večmodno vlaknopodzemni kabli, zračni kabli, tesen{0}}blažilni notranji kabli, ozohlapni{0}}cevni zunanji kabliodvisno kje bo nameščen. Prepričajte se, da ste določili vrsto vlakna in ustrezno konstrukcijo kabla za vaše okolje.

Pogoste napake pri izbiri optičnega vlakna

Več ponavljajočih se napak vodi do neoptimalne izbire vlaken:

• Določanje OM1 ali OM2 za nove namestitve.Te podedovane stopnje omejujejo pasovno širino in zmožnost prihodnje nadgradnje. TIA priporoča OM3, OM4 ali OM5 za vse nove večnačinovne uvedbe.
• Primerjava samo cene kabla.Neupoštevanje stroškov oddajnika, konektorja in namestitve daje nepopolno sliko. Skupna cena povezave - in ne samo cena kabla - bi morala vplivati ​​na odločitev.
• Zamenjava vrste vlaken s konstrukcijo kabla.Ovoj kabla iz optičnih vlaken, oklep instrukturna zasnovaso izbrani glede na okolje namestitve. Vlakno v notranjosti je izbrano na podlagi zahtev za prenos. Gre za dve ločeni odločitvi.
• Privzeto na OM5 brez časovnega načrta SWDM.OM5 dodaja vrednost, ko je načrtovan več-odnos valovnih dolžin. Brez oddajnikov SWDM ponuja OM4 enako-zmogljivost na eni valovni dolžini po nižji ceni.
• Uporaba standarda G.652 v tesnih okoljih-ogiba.Kjer usmerjanje poteka skozi majhna ohišja ali tesne vogale, vlakno G.657, ki ni občutljivo na upogibanje, preprečuje nepotrebno izgubo signala.

Tipične aplikacije glede na vrsto vlaken