Различия в многомодовом и одномодовом волокне

Какая разница между одномодовым и многомодовым оптоволокном при прокладке кабеля по сети? Когда я должен использовать один или другой? Есть ли проблемы с совместимостью и / или скоростью?

Основное отличие: одномодовое волокно имеет более низкую характеристику потерь мощности, чем многомодовое волокно, что означает, что свет может проходить через него большие расстояния, чем через многомодовое волокно. Неудивительно, что оптика, необходимая для привода одномодового волокна, намного дороже, особенно с учетом любых различных обстоятельств.

Когда использовать каждый: как одномодовое, так и современное многомодовое волокно могут работать со скоростью 10G. Самая важная вещь, которую нужно учитывать, - это требования к расстоянию. В центре обработки данных обычно используется многомодовый режим, который может достигать 300–400 метров. Если у вас очень длинные трассы или вы подключаетесь на большее расстояние, один режим может пройти 10 км, 40 км, 80 км и даже дальше - вам просто нужно использовать соответствующую оптику для требуемого расстояния, и опять же, цены соответственно растут.

Проблемы совместимости: они не совместимы. Вы не можете смешивать многомодовое и одномодовое волокно между двумя конечными точками. Оптика тоже не совместима.

В целом, о волокне можно сказать гораздо больше, но я надеюсь, что это ответит на ваш ближайший вопрос.

Мультимодовое волокно (MMF) использует гораздо большее ядро ​​и обычно использует большую длину волны света. Из-за этого оптика, используемая в MMF, обладает более высокой способностью собирать свет от лазера. На практике это означает, что оптика дешевле.

Одномодовое волокно (SMF) имеет гораздо более жесткие допуски для используемой оптики. Ядро меньше, а длина волны лазера уже. Это означает, что SMF обладает способностью к более широкой полосе пропускания и гораздо большим расстояниям при передаче.

Имея 10 ГБ в непосредственной близости для многих моих клиентов, я начал рекомендовать, чтобы они везде использовали SMF для соединений. При установке в рамках проекта дополнительные затраты на SMF незначительны по сравнению с MMF. Это также означает, что вам не нужно будет вырывать свой завод по производству волокон MMF для повышения скорости в течение нескольких лет.

[ММФ] больше длина волны (850 нм), значительно шире луча по сравнению с [SMF] короткой длиной волны (1310 нм-15 нм ??), узкий луч.

Ключевым отличием, которого никто не трогал, является «модальная дисперсия» , который представляет собой причудливый термин для описания того, как свет проходит через волокно. Эта страница углубляется в детали. Первое изображение подводит итог ... MM отскакивает от края волокна, что приводит к рассеиванию света на дальнем конце, потому что фотоны, которые шли вниз по центру, путешествовали на меньшее расстояние, чем те, которые отскочили много; импульс 1нс, поступающий на один конец, не выходит как чистый импульс 1нс на другом конце. Эффект значительно уменьшается в SMF из-за гораздо меньшего диаметра волокна и точного введения («запуска») лазера в центр волокна. Дисперсия ухудшается с увеличением расстояния.

Пожалуйста, прочитайте все, что вы всегда хотели знать об оптических сетях - но боялись спросить

:)

Вот несколько вещей, которые еще не освещены.

• Использование только одного режима позволяет вам использовать один тип волокна для всего (меньше оптики, типов кабелей на запасе)
• Нет вероятности устаревания (например, OM3, казалось, был актуальным в течение ~ 3 лет)
• Предложения одной пары для 40 и 100 г
• Предлагает варианты с одним волокном в 1 и 10 г
• Несмотря на то, что оптика дороже, она менее чем в 2 раза, предлагая гораздо большую дальность действия (не забывайте покупать OEM-оптику, а не рекламировать)

Конечно, на стороне дальней связи есть системы DWDM, которые в настоящее время отправляют 16 ТБ по одному одномодовому оптоволоконному кабелю (на практике мы всегда двунаправленные, это пара 16 ТБ), и к тому времени вам понадобится несколько каналов связи за пределами ". Кампусные «дистанционные» DWDM-системы (для CWDM с длиной волокна <40 км) могут иметь финансовый смысл, поскольку для оптических усилителей и управления дисперсией существует множество многотерабитных подводных кабельных систем, работающих исключительно с оптической регенерацией на протяжении более 10 000 км.

Одномодовое волокно имеет меньшую сердцевину (9 микрон), что приводит к меньшей дифракции света на расстоянии, чем многомодовое волокно (50, 62,5) микрона.

Хрупкость и повышенная стоимость производства одномодового волокна делают его более дорогим в использовании, поэтому многомодовые обычно используются, когда вам не нужно расстояние одномодового.

Мультимодий обычно имеет дальность действия до ~ 550 метров, в то время как в одномодовом режиме он может достигать 10000 метров (40000 метров с ER)

Ключевая разница между SMF и MMF? расстояние и стоимость

Одномодовое волокно имеет больший потенциал расстояния и может поддерживать пробеги от 2 до 10000 метров. Однако оптика в два раза дороже оптики MMF.

При использовании многомодового оптоволокна следует учитывать тот уровень волокна, который имеется на месте. Я говорил со многими клиентами, которые заложили волокно OM1 в середине 90-х, и теперь хотят, чтобы 10GbE работал по тому же волокну, и очень расстроены, узнав, что это волокно будет поддерживать только 10GbE до 26 м.

Gigabit SX-LC Mini-GBIC обеспечивает полнодуплексное гигабитное решение на расстоянии до 550 метров по многомодовому волокну.

• 2-220 м (диаметр сердечника 62,5 мкм / ширина полосы 160 МГц * км)
• 2-275 м (диаметр сердечника 62,5 мкм / полоса пропускания 200 МГц * км)
• 2-500 м (диаметр сердечника 50 мкм / ширина полосы 400 МГц * км)
• 2-550 м (диаметр сердечника 50 мкм / полоса пропускания 500 МГц * км)

Gigabit LX-LC Mini-GBIC представляет собой дуплексное гигабитное решение на расстоянии до 10 км по одномодовому волокну или до 550 метров по многомодовому волокну.

• 2-550 м (многомодовый диаметр сердечника 62,5 мкм / полоса пропускания 500 МГц * км)
• 2-550 м (многомодовый диаметр сердечника 50 мкм / ширина полосы 400 МГц * км)
• 2-550 м (многомодовый диаметр сердечника 50 мкм / полоса пропускания 500 МГц * км)
• 2-10 000 м (одномодовое волокно)

10-GbE SFP + Short Range поддерживает стандарт 10-Gb SR, обеспечивая 10-Гбитную связь на расстоянии до 300 метров по многомодовому волокну.

• 2–26 метров (диаметр сердечника 62,5 мкм / ширина полосы 160 МГц * км)
• 2-33 метра (диаметр сердечника 62,5 мкм / полоса пропускания 200 МГц * км)
• 2-66 метров (диаметр сердечника 50 мкм / ширина полосы 400 МГц * км)
• 2-82 метра (диаметр сердечника 50 мкм / полоса пропускания 500 МГц * км)
• 2-300 метров (диаметр сердечника 50 мкм / полоса пропускания 2000 МГц * км)

10-GbE SFP + Long Range поддерживает стандарт 10-Gb LR, обеспечивая связь 10-Gb до 10 км по одномодовому волокну.

Одномодовое волокно часто стоит дешевле, чем многомодовое. При построении волоконно-оптической сети 1 Гбит / с, которую я хотел в конечном итоге использовать до 10 Гбит / с или быстрее, я обнаружил, что экономия на стоимости волокна (около половины стоимости) для одномодовых .vs. Многорежимные OM3 или OM4 более чем покрывали (в 35% случаев с достаточным количеством покупок) увеличение стоимости (совершенно новых) SFP в то время - и не ограничивали длину моей линии, как это сделали OM3 или OM4. И при этом это не ограничено 10 ГБ. Я также получил огромный бюджет потерь, поскольку одномодовый комплект LX рассчитан на 10 км (но также отлично работает на 5 м).

Обычная мудрость не догнала эту конкретную реальность. Если вы готовы взглянуть на бывшие SFP бывшего оптоволоконного канала (я был, но я не использовал их на этапе экономического обоснования), цена одномодового 1Gbe падает до минимума.

Я предпочитаю использовать ТОЛЬКО одномод (и внутри зданий, 5e медь) в данный момент. Вскоре я буду делать одномодовое волокно длиной 25 м, потому что это соединение между зданиями, и я устранял медь между соединениями зданий и у меня было гораздо меньше проблем с грозами, что было прямым следствием этого. При других ограничениях я бы, вероятно, рассмотрел возможность использования многомодового OM3 / 4 для коротких, легко заменяемых прогонов внутри зданий или внутри серверной комнаты; в реальных условиях, в которых мне приходится работать (с низким бюджетом), 10Gbe еще есть время в будущем, но я могу пойти туда по кабелю, который у меня есть, когда я могу себе это позволить. На мой взгляд, любое многомодовое волокно следует рассматривать как краткосрочную покупку с прогрессированием скорости передачи данных. Просто спросите любого с многомодовой установкой 62,5 (100 Мбит, 2 км, IIRC) на месте - одномод, который мог быть установлен в то же время, все еще работает на сегодняшних скоростях передачи данных. OM1 устарел. OM2 устарел. ОМ3 чертовски близок к устаревшему.

Если у вас есть бюджет для коротких соединений 10 Гбит, и для оптоволокна предпочтительнее использовать оптоволокно 10 Гбит, а экономия при последней проверке все еще поддерживает многомодовый режим. Однако следите за этой экономикой, поскольку история показывает, что ценовая премия за одномодовый режим упадет.

Многомодовое волокно имеет более крупную сердцевину, что упрощает допуски для терминации и делает аппаратное обеспечение приемопередатчика более дешевым, но допускает несколько режимов распространения, что приводит к размыванию времени принимаемого сигнала. Существуют хитрости, позволяющие уменьшить это временное смазывание, что приводит к распространению многомодового волокна разных сортов.

Таким образом, традиционная мудрость заключалась в том, что вы использовали бы многомодовый режим в здании или кампусе и одномодовый режим для более дальних расстояний между несколькими сайтами.

Однако эта традиционная мудрость становится все более сомнительной. Более новые многомодовые стандарты становятся все более требовательными к типу и длине кабелей, что делает очень трудным испытание на будущее многомодового кабельного завода. Это может произойти, даже если скорость остается неизменной, например, в начале 10-гигабитный материал часто был LX4, который является относительно терпимым, в то время как современный 10-гигабитный мультимодальный материал обычно является гораздо менее терпимым SR.

Между тем существующие одномодовые оптоволоконные трассы, по крайней мере, на расстоянии между кампусами, остаются совместимыми с новыми стандартами.

Поэтому мой совет: если это будет кратковременная установка, которая по каким-либо причинам будет прекращена до того, как потребуется какое-либо обновление скорости, тогда рассмотрите как одномодовый, так и многомодовый режим, и выберите более экономичный вариант. Если это долгосрочная установка, которая требует скоростного обновления со временем, тогда выберите одномодовый режим.

Вы можете ссылаться на спецификации кабеля для каждого модуля. Это из спецификации Cisco SFP + 10G и ее кабелей поддержки. http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/modules/ps5455/data_sheet_c78-455693.html

Я успешно использовал кабель MMF на SFP 1000Base LX / LH, вам нужен патч-корд для режима мод. Это было ужасное временное исправление, когда мы получили правильный SFP, все вернулось к норме.

Режим кондиционирования патч-корда

С физической точки зрения дисперсия является одной из основных причин снижения скорости для многомодовых волокон.

На больших расстояниях дисперсия делает оптические импульсы более широкими, более размытыми, шумными, нечеткими, различимыми. И дисперсия выше для многомодовых волокон по сравнению с одномодовыми волокнами. Существуют разные виды дисперсии . Одномодовые волокна также имеют дисперсию, но намного ниже.

Многомодовое волокно - это волокно с «большим» сердечником (50–60 мкм), это означает, что свет может идти несколькими путями (то есть модами), проходя через волокно. Моя аналогия в том, что вы находитесь в соборе, и вы говорите с человеком на противоположной стороне собора. Будет много эхо, и его будет действительно сложно услышать.

Одномодовое волокно имеет действительно меньшую сердцевину (9 мкм). Таким образом, свет может следовать только 1 трек (то есть режим). Теперь представьте, что вы разговариваете с одним и тем же человеком, но вместо собора вы говорите через маленькую трубку, звучит так, будто мы чисты и резки (это не очевидно, но попробуйте!).

Теперь попробуйте поставить трубу в конце собора: вы почти ничего не услышите: смешивать многомодовый и одномодовый режим не очень хорошая идея, даже если он может работать в определенных условиях (на очень малых расстояниях).

Из-за меньшего ядра, одномодовое волокно и трансиверы немного сложны в изготовлении. Но цена SM, как правило, приближается к цене MM.

Что касается выступлений, это более сложный, чем предыдущие ответы заявили:

• С одной стороны, в одиночном режиме наличие четкого и четкого сигнала значительно облегчает общение. Вот почему большинство людей говорят, что SM предлагает лучшие характеристики для указанной длины волокна.
• С другой стороны, теперь есть продукты, позволяющие изолировать каждый режим многомодового волокна индивидуально (это называется многоплоскостное преобразование света). Это как разделить собор на дюжину маленьких трубок.

Итак, в настоящее время записи характеристик данных выполняются на многомодовом волокне ...

Одномодовое волокно SMF обычно используется для прокладки кабелей, измеряемых в милях или километрах. Оптика на лазерной основе относительно дорога. SMF обычно используется перевозчиками и в очень крупных кампусах, промышленных предприятиях.

Многомодовое волокно MMF используется для прокладки кабелей, измеряемых сотнями футов или метров. Светодиодная оптика относительно доступна по цене. MMF обычно используется в многоэтажных зданиях и в небольших кампусах, таких как средние школы.