Sự khác biệt sợi đa chế độ và đơn chế độ

Khi đi cáp mạng sử dụng cáp quang, sự khác biệt giữa cáp quang đơn mode và đa chế độ là gì? Khi nào tôi nên sử dụng cái này hay cái kia? Có sự tương thích và / hoặc mối quan tâm tốc độ với một trong hai?

Sự khác biệt chính: Sợi Singlemode có đặc tính tổn thất điện năng thấp hơn so với sợi đa mode, có nghĩa là ánh sáng có thể truyền đi khoảng cách xa hơn so với sợi quang đa mode. Không có gì đáng ngạc nhiên, quang học cần thiết để điều khiển sợi singlemode đắt hơn nhiều, đặc biệt là xem xét bất kỳ trường hợp khác nhau.

Khi nào nên sử dụng từng loại: Cả sợi đơn và sợi đa chế độ hiện đại có thể xử lý tốc độ 10G. Điều quan trọng nhất để xem xét là yêu cầu khoảng cách. Trong một trung tâm dữ liệu, việc sử dụng đa chế độ có thể giúp bạn có được 300-400 mét. Nếu bạn có những quãng đường rất dài hoặc đang kết nối trên quãng đường dài hơn, chế độ đơn có thể giúp bạn đi được 10km, 40km, 80km và thậm chí xa hơn - bạn chỉ cần sử dụng quang phù hợp cho khoảng cách cần thiết, và một lần nữa, giá sẽ tăng theo.

Các vấn đề tương thích: Chúng không tương thích. Bạn không thể trộn lẫn sợi đa mode và singlemode giữa hai điểm cuối. Các quang học cũng không tương thích.

Nói chung, có rất nhiều điều để nói về chất xơ, nhưng tôi hy vọng điều này sẽ trả lời câu hỏi ngay lập tức của bạn.

Sợi đa chế độ (MMF) sử dụng lõi lớn hơn nhiều và thường sử dụng bước sóng ánh sáng dài hơn. Bởi vì điều này, quang học được sử dụng trong MMF có khả năng thu thập ánh sáng từ laser cao hơn. Trong điều kiện thực tế, điều này có nghĩa là quang học rẻ hơn.

Sợi đơn chế độ (SMF) có dung sai chặt chẽ hơn nhiều đối với quang học được sử dụng. Lõi nhỏ hơn và bước sóng laser hẹp hơn. Điều này có nghĩa là SMF có khả năng cho băng thông cao hơn và khoảng cách truyền xa hơn nhiều.

Với 10GB chỉ quanh quẩn cho nhiều khách hàng của tôi, tôi đã bắt đầu khuyên họ nên sử dụng SMF ở mọi nơi để kết nối. Khi được cài đặt như một phần của dự án, chi phí bổ sung của SMF là không đáng kể so với MMF. Điều đó cũng có nghĩa là bạn sẽ không cần phải tách nhà máy sợi MMF của mình để nâng cấp tốc độ trong một vài năm.

[MMF] bước sóng dài hơn (850nm), chùm sáng rộng hơn nhiều so với bước sóng ngắn [SMF] (1310nm-15 ?? nm), chùm hẹp.

Sự khác biệt chính mà không ai chạm vào là "tán sắc phương thức" , đây là một thuật ngữ thú vị để mô tả cách ánh sáng di chuyển qua sợi quang. Trang này đi sâu vào chi tiết hơn. Bức ảnh đầu tiên tóm tắt nó ... MM bị bật ra khỏi rìa sợi dẫn đến sự tán sắc ánh sáng ở phía xa vì các photon đi xuống trung tâm truyền đi khoảng cách ít hơn so với những hạt bị dội lại rất nhiều; một xung 1ns đi vào một đầu không thoát ra như một xung 1ns sạch ở đầu kia. Hiệu ứng bị giảm đi rất nhiều trong SMF do sợi có đường kính nhỏ hơn nhiều và tiêm chính xác ("phóng") tia laser ở trung tâm của sợi. Sự phân tán trở nên tồi tệ hơn khi khoảng cách tăng lên.

Vui lòng đọc mọi thứ bạn luôn muốn biết về mạng quang - Nhưng sợ phải hỏi

:)

Đây là một vài điều chưa được bảo hiểm.

• Chỉ sử dụng một chế độ duy nhất cho phép bạn sử dụng một loại sợi cho mọi thứ (ít quang học hơn, loại cáp dự phòng)
• Không có khả năng lỗi thời (ví dụ, OM3 có vẻ như nó đã tồn tại được 3 năm)
• Cung cấp tùy chọn cặp đơn cho 40 & 100g
• Cung cấp tùy chọn sợi đơn ở mức 1 & 10g
• Mặc dù quang học đắt hơn nhưng chúng <2x trong khi cung cấp phạm vi tiếp cận lâu hơn nhiều (hãy nhớ mua quang học OEM, không bị từ chối)

Tất nhiên, về phía đường dài, có các hệ thống DWDM hiện đang gửi 16Tb thông qua một chế độ đơn, sợi quang (trong thực tế vì chúng tôi luôn luôn hai chiều là một cặp 16Tb) và đến lúc bạn cần nhiều liên kết ngoài một " hệ thống DWDM khoảng cách trong khuôn viên (đối với CWDM có chiều dài sợi <40kM) có thể có ý nghĩa về tài chính, với ampe quang và quản lý phân tán, có nhiều hệ thống cáp ngầm đa tàu ngầm được tái tạo hoàn toàn về mặt quang học với hơn 10.000kM.

Sợi Singlemode có lõi nhỏ hơn (9 micron), dẫn đến nhiễu xạ ánh sáng theo khoảng cách ít hơn so với sợi đa mode (50, 62,5) micron.

Sự mong manh và tăng chi phí để sản xuất sợi singlemode khiến cho việc sử dụng trở nên đắt hơn, đó là lý do tại sao multimode thường được sử dụng khi bạn không cần khoảng cách của singlemode.

Multimode thường có tầm với tới ~ 550 mét, trong đó singlemode có khả năng đạt tới 10.000 mét (40.000 mét với ER)

Sự khác biệt chính giữa SMF và MMF? khoảng cách và chi phí

Sợi đơn Chế độ có tiềm năng khoảng cách lớn hơn và có thể hỗ trợ chạy trong khoảng từ 2 mét đến 10.000 mét. Tuy nhiên, quang học là gấp đôi chi phí của quang học MMF.

Một điều cần xem xét với sợi Multimode là loại Sợi được đặt đúng chỗ. Tôi đã nói chuyện với nhiều khách hàng đã đặt sợi OM1 vào giữa những năm 90 và bây giờ muốn 10GbE chạy trên cùng một sợi, và rất thất vọng khi biết rằng sợi này sẽ chỉ hỗ trợ 10GbE đến 26m.

Gigabit SX-LC Mini-GBIC cung cấp giải pháp Gigabit song công hoàn toàn lên đến 550 mét so với cáp quang đa chế độ.

• 2-220 m (đường kính lõi 62,5 / m / băng thông 160 MHz * km)
• 2-275 m (đường kính lõi 62,5 / m / băng thông 200 MHz * km)
• 2-500 m (đường kính lõi 50 pha / băng thông 400 MHz * km)
• 2-550 m (đường kính lõi 50 pha / băng thông 500 MHz * km)

Gigabit LX-LC Mini-GBIC cung cấp giải pháp Gigabit song công hoàn toàn lên đến 10 km so với sợi singlemode, hoặc lên tới 550 mét so với sợi đa mode.

• 2-550 m (đường kính lõi 62,5mode / băng thông 500 MHz * km)
• 2-550 m (đường kính lõi 50 modem / băng thông 400 MHz * km)
• 2-550 m (đường kính lõi 50 modem / băng thông 500 MHz * km)
• 2-10.000 m (sợi singlemode)

10-GbE SFP + Short Range hỗ trợ chuẩn SR 10 Gb, cung cấp kết nối 10 Gb lên đến 300 mét trên sợi đa mode.

• 2-26 mét (đường kính lõi 62,5m / băng thông 160 MHz * km)
• 2-33 mét (đường kính lõi 62,5 / m / băng thông 200 MHz * km)
• 2-66 mét (đường kính lõi 50 pha / băng thông 400 MHz * km)
• 2-82 mét (đường kính lõi 50 pha / băng thông 500 MHz * km)
• 2-300 mét (đường kính lõi 50 pha / băng thông 2000 MHz * km)

10-GbE SFP + Long Range hỗ trợ tiêu chuẩn LR 10 Gb, cung cấp kết nối 10 Gb lên đến 10 km so với sợi singlemode.

Sợi Singlemode thường có giá thấp hơn sợi đa mode. Khi xây dựng mạng cáp quang 1Gb mà cuối cùng tôi muốn có thể đạt tới 10Gb hoặc nhanh hơn, tôi thấy rằng tiết kiệm chi phí cáp quang (khoảng một nửa giá) cho singlemode .vs. Đa chế độ OM3 hoặc OM4 nhiều hơn mức chi trả (35% hoặc hơn khi mua sắm đầy đủ) chi phí cho SFP (hoàn toàn mới) tại thời điểm đó - và không giới hạn độ dài liên kết của tôi như OM3 hoặc OM4 đã làm. Nó cũng không giới hạn ở 10Gb. Tôi cũng đã nhận được một khoản ngân sách tổn thất lớn, vì một bộ LX singlemode được thiết kế để đi được 10Km (nhưng cũng hoạt động tốt ở mức 5m.)

Sự khôn ngoan thông thường đã không theo kịp thực tế cụ thể đó. Nếu bạn sẵn sàng xem xét các SFP cũ sử dụng sợi quang (tôi đã từng, nhưng tôi đã không sử dụng chúng trong giai đoạn biện minh kinh tế), giá của singlemode 1Gbe giảm xuống sàn.

Sở thích của tôi là CHỈ sử dụng singlemode (và, bên trong các tòa nhà, 5e đồng) tại thời điểm này. Thỉnh thoảng tôi sẽ thực hiện một sợi singlemode dài 25m, vì đó là kết nối giữa các tòa nhà và tôi đã loại bỏ đồng giữa các kết nối tòa nhà và ít gặp rắc rối hơn với giông bão do hậu quả trực tiếp của điều đó. Trong các ràng buộc khác nhau, tôi có thể sẽ cân nhắc sử dụng đa chế độ OM3 / 4 cho các bước chạy ngắn, dễ dàng thay thế bên trong các tòa nhà hoặc trong phòng máy chủ; trong những hạn chế thực tế tôi phải vận hành (ngân sách thấp) 10Gbe vẫn còn một thời gian nữa trong tương lai - nhưng tôi có thể đến đó trên hệ thống cáp tôi có, khi tôi đủ khả năng. Theo tôi, bất kỳ sợi đa chế độ nào cũng nên được coi là mua ngắn hạn với sự tiến triển của tốc độ dữ liệu. Chỉ cần hỏi bất cứ ai có nhà máy đa chế độ 62,5 (100Mbit, 2Km, IIRC) tại chỗ - singlemode có thể được cài đặt cùng lúc vẫn hoạt động với tốc độ dữ liệu ngày nay. OM1 đã lỗi thời. OM2 đã lỗi thời. OM3 rất gần lỗi thời.

Nếu bạn có ngân sách cho và cần các kết nối ngắn 10Gb, sợi có vẻ thích hợp hơn 10Gb đồng và tính kinh tế ở lần kiểm tra cuối cùng vẫn được hỗ trợ đa chế độ. Hãy để mắt đến những nền kinh tế đó, vì lịch sử cho thấy rằng giá cao cho singlemode sẽ giảm.

Sợi đa chế độ có lõi lớn hơn, điều này làm cho dung sai dễ dàng hơn khi kết thúc và làm cho phần cứng của bộ chuyển đổi rẻ hơn nhưng nó cho phép nhiều chế độ lan truyền dẫn đến tín hiệu thu được theo thời gian. Có những thủ thuật để giảm thời gian bôi nhọ này dẫn đến sự tăng sinh của các loại sợi đa mode khác nhau.

Vì vậy, sự khôn ngoan truyền thống là bạn sẽ sử dụng đa chế độ trong một trường bắt nạt hoặc khuôn viên và singlemode cho các liên kết khoảng cách dài hơn giữa nhiều trang web.

Tuy nhiên, sự khôn ngoan truyền thống đã trở nên ngày càng nhiều nghi vấn. Các tiêu chuẩn đa chế độ mới hơn đã trở nên ngày càng đòi hỏi cao hơn về loại và độ dài của cáp, khiến việc chứng minh một nhà máy cáp đa chế độ trong tương lai rất khó khăn. Điều này có thể xảy ra ngay cả khi tốc độ vẫn giữ nguyên, ví dụ, công cụ 10 gigabit đầu thường là LX4 tương đối khoan dung trong khi công cụ đa chế độ 10 gigabit hiện đại thường là SR có khả năng chịu đựng kém hơn rất nhiều.

Trong khi đó, sợi quang chế độ đơn hiện có, ít nhất là ở khoảng cách trong khuôn viên trường vẫn tương thích với các tiêu chuẩn mới đi kèm.

Vì vậy, lời khuyên của tôi là, nếu đó là một bản cài đặt ngắn hạn sẽ bị loại bỏ vì những lý do không liên quan trước khi cần nâng cấp tốc độ thì hãy xem xét cả singlemode và multimode và lựa chọn kinh tế hơn. Nếu đó là một bản cài đặt dài hạn sẽ cần nâng cấp tốc độ theo thời gian thì hãy sử dụng singlemode.

Bạn có thể tham khảo thông số cáp cho mỗi mô-đun. Đây là từ thông số kỹ thuật Cisco SFP + 10G và hệ thống cáp hỗ trợ của nó. http://www.cisco.com/en/US/prod/collonymous/modules/ps5455/data_sheet_c78-455693.html

Tôi đã sử dụng thành công cáp MMF trên SFP 1000Base LX / LH, bạn cần một dây vá điều hòa chế độ. Đây là một sửa chữa tạm thời xấu xí, một khi chúng tôi có SFP chính xác, mọi thứ đã trở lại bình thường.

Chế độ dây vá điều hòa

Từ quan điểm vật lý, sự phân tán là một trong những lý do chính cho tốc độ thấp hơn đối với các sợi đa mode.

Ở khoảng cách phân tán dài hơn làm cho các xung quang học rộng hơn, mờ hơn, nhiễu hơn, không rõ ràng, phân biệt. Và độ phân tán cao hơn đối với các sợi đa mode so với các sợi chế độ đơn. Có nhiều loại phân tán khác nhau . Sợi chế độ đơn cũng có độ phân tán nhưng thấp hơn nhiều.

Sợi đa chế độ là một sợi có lõi "lớn" (50-60,), điều này có nghĩa là ánh sáng có thể đi theo nhiều cách (tức là các chế độ) để đi qua sợi. Sự tương đồng của tôi là bạn đang ở trong một nhà thờ, và bạn nói chuyện với một người ở phía đối diện của nhà thờ. Sẽ có rất nhiều tiếng vang và sẽ rất khó nghe anh ta.

Sợi Single Mode có lõi thực sự nhỏ hơn (9 trận). Vì vậy, ánh sáng có thể chỉ theo 1 track (tức là chế độ). Bây giờ hãy tưởng tượng bạn nói chuyện với cùng một người nhưng thay vì một nhà thờ, bạn nói qua một đường ống nhỏ, âm thanh chúng ta rõ ràng và sắc nét (không rõ ràng nhưng hãy thử nó!).

Bây giờ hãy thử đặt ống ở cuối nhà thờ: bạn sẽ không nghe thấy gì: trộn đa chế độ và chế độ đơn không phải là một ý tưởng hay, ngay cả khi nó có thể hoạt động trong các điều kiện cụ thể (khoảng cách rất nhỏ).

Do lõi nhỏ hơn, sợi quang đơn và bộ thu phát hơi phức tạp để thực hiện. Nhưng giá SM có xu hướng tiến gần hơn về giá MM.

Liên quan đến màn trình diễn, Điều này phức tạp hơn các câu trả lời trước đã nêu:

• Một mặt, với chế độ đơn, có tín hiệu sắc nét và rõ ràng giúp giao tiếp dễ thực hiện hơn một chút. Đây là lý do tại sao hầu hết mọi người nói rằng SM cung cấp hiệu suất tốt hơn cho một chiều dài sợi cụ thể.
• Mặt khác, hiện nay có các sản phẩm cho phép cách ly từng chế độ của sợi đa chế độ riêng lẻ (được gọi là Chuyển đổi ánh sáng đa mặt phẳng). Giống như bạn chia nhà thờ thành hàng chục ống nhỏ.

Vì vậy, ngày nay, các bản ghi biểu diễn datarate được thực hiện trên sợi đa chế độ ...

Single Mode sợi, SMF, thường được sử dụng cho cáp chạy đo bằng dặm, hoặc km. Các quang học dựa trên laser là tương đối đắt tiền. SMF thường được sử dụng bởi các hãng và trong các khuôn viên rất lớn, các nhà máy công nghiệp.

Multimode Fiber, MMF, được sử dụng cho các lần chạy cáp được đo bằng hàng trăm feet hoặc mét. Các quang học dựa trên LED là tương đối phải chăng. MMF thường được sử dụng trong các tòa nhà nhiều tầng và trong các khuôn viên nhỏ hơn như trường trung học.