Todos sabemos que existem modo único (SM) e multimode (MM) para fibra ótica. Então, quais são as diferenças deles, e qual escolher quando preciso de um cabo de fibra ótica? HOC (Hone Optical Communications) tem mais de 19 anos de experiência em comunicação ótica e ODN. Continue a ler para conhecê-los de uma vez por todas!

Fibra Ótica

A fibra pode ser dividida em modo único e multimode de acordo com o modo de transmissão ótica.

Diâmetro

O diâmetro do núcleo da fibra multimoda é de 50 ou 62,5μm, e tem um revestimento exterior de 125μm. Assim, uma fibra ótica multimoda é frequentemente descrita como 50/125μm ou 62,5/125μm. O diâmetro do núcleo da fibra de modo único é de 9μm, o diâmetro exterior do revestimento é de 125μm. Uma fibra de modo único é de 9/125μm.

Comprimento de onda de trabalho

Atualmente, os comprimentos de onda de fibra mais funcionais são de 850nm, 1310nm e 1550nm.

A perda ótica de fibra é geralmente reduzida com o aumento do comprimento de onda. A perda em 850nm é geralmente de 2,5dB/km, a 1310nm é geralmente de 0,35dB/km. Enquanto 1550nm tem uma perda ótica geralmente de 0,20dB/km, que é a menor perda de fibra ótica. A perda tende a aumentar com um comprimento de onda de 1650nm ou superior.

Como a absorção de OHˉ (pico da água), há pico de perda ótica na faixa de 900nm ~ 1300nm e 1340nm ~ 1520nm. Portanto, estas 2 gamas não são totalmente utilizadas.

Largura de banda

Quadro 1: Aplicação de cabo ótico multimode

Cabo Ótico de fibra

Cabo SM

A fibra SM tem um núcleo muito fino, e apenas um modo de luz pode ser transmitido. Portanto, a dispersão intermodal é muito pequena, o que é adequado para a comunicação remota.

Mas também há dispersão material e dispersão de guias de onda. Como resultado, a fibra de modo único tem requisitos mais elevados para a largura espectral e estabilidade da fonte de luz. Ou seja, a largura espectral deve ser estreita e com maior estabilidade.

Constata-se que a dispersão total da fibra de modo único é zero a 1310nm. Das características de perda ótica de uma fibra ótica, 1310nm é apenas uma janela de baixa perda. Portanto, a região de comprimento de onda de 1310nm tornou-se uma janela de trabalho ideal. E é também o principal comprimento de onda de trabalho do prático sistema de comunicação ótica. Os principais parâmetros da fibra SM de 1310nm são determinados pela ITU-T na proposta G652, pelo que este tipo de fibra também é chamada de fibra G.652.

Como mencionado acima, devido à absorção de OH, existem picos de perda ótica na gama de 900nm ~ 1300nm e 1340nm ~ 1520nm, que são chamados picos de água. Ao mesmo tempo, como G.652D é o mais recente índice de fibra SM, é o índice mais rigoroso de todos os níveis de G.652 e é totalmente compatível com a redução. Assim, se apenas o G.652 for especificado, significa a especificação de desempenho de G.652A, que deve ser especialmente prestada.

A fibra SM só transmite o modo principal, ou seja, a luz só transmite ao longo do eixo da fibra, o que evita completamente a dispersão e o desperdício de energia ótica. Além disso, a SM geralmente utiliza laser com comprimento de onda de 1310nm ou 1550nm, que está perto do comprimento de onda de atenuação mínima de 1550nm de quartzo. A distância de transmissão do cabo SM é como mostrado abaixo da tabela 3.

Quadro 3: Aplicação de cabo ótico multimode

Sugestão de seleção

1. Distância de transmissão.

Se pretender suportar uma transmissão de 10 Gigabit no futuro, e é uma longa distância, deve considerar a utilização de cabo ótico de modo único.

1. O custo.

A fibra ótica zero pico de água fornece 50% mais largura de banda do que a fibra ótica SM normal, mas o custo é semelhante.

Cabo de fibra MM

Não como a fibra SM, uma fibra multimoda (MM) pode transmitir vários modos de luz ao mesmo tempo. Quando a fibra ótica multimode transmite o modo principal ou vários outros modos, a luz refletirá continuamente ao longo da parede da fibra MM.

No entanto, isto também causa muita dispersão e desperdício de energia ótica. A grande dispersão modal limita a frequência da transmissão de sinal digital. Com a distância a expandir-se, esta situação será mais grave. A distância de transmissão de fibra MM é mostrada no quadro 1.

No sistema de 10GB/s, utilizando um VCSEL de 850nm (laser emissor de superfície vertical) como fonte de luz em rede de alta velocidade, a fibra OM3 pode transmitir 300 metros e a fibra OM4 pode transmitir 550 metros.

Com a distância de transmissão de várias centenas de metros, a fibra multimoda OM3/OM4 pode ser amplamente utilizada no data center, na rede local, no centro de computação de alto desempenho e na rede de área de armazenamento. O IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) propôs soluções paralelas para redes de 40GB/s e 100GB/s utilizando fibra multimoda OM3/OM4.

O sistema paralelo com fibra OM3 pode transmitir 100m em 40GB/s e 100GB/s, e o sistema paralelo com fibra OM4 pode transmitir 150m em 40GB/s e 100GB/s. Enquanto 85% do comprimento da ligação do data center não excede 100 metros, e quase 100% do comprimento da ligação do data center não excederá 150m.

Quadro 2: Aplicação de cabo ótico multimode

Outra pergunta que pode querer fazer é que por que razão a fibra multimoda OM3/OM4 não suporta o mesmo comprimento de ligação em 40GB/s e 100GB/s como nos sistemas de 10GB/s?

Isto porque as especificações técnicas do VCSEL são descontraídas em ligação de 40GB/s e 100GB/s. Para reduzir o custo do sistema, a norma IEEE802.3ba relaxou a exigência da largura do espectro laser, mas ao mesmo tempo também vem o preço de reduzir o comprimento da ligação da rede.

Sugestão de seleção

Portanto, se quiser escolher o cabo ótico multimode, devem ser considerados os seguintes aspetos:

1. Desenvolvimento Futuro

Em termos da tendência de desenvolvimento futuro, a rede de cablagem horizontal precisa de largura de banda de 1GB/s para o ambiente de trabalho, a rede de backbone de construção precisa de ser atualizada para 10GB/s, e a rede de espinha dorsal do parque industrial precisa de ser atualizada para 10GB/s ou 100GB/s.

Atualmente, as aplicações de rede estão a crescer a uma taxa anual de cerca de 50%. Estima-se que nos próximos cinco anos, gigabit para desktop tornar-se-á tão comum como a atual largura de banda de 100M para desktop.

Por conseguinte, o atual planeamento da rede deve ser orientado para o futuro. O cabo de rede CAT6 pode ser considerado para a parte horizontal, e 10 Gigabit cabo ótico multimode deve ser considerado para a parte do tronco. Em particular, a diferença de custos entre o cabo de cobre CAT6 mais 10 Gigabit e o cabo de cobre CAT5E mais 1 cabo ótico multimode Gigabit é inferior a 10-20%. Do ponto de vista da aplicação a longo prazo, se o custo for permitido, o cabo de rede CAT6 mais 10 Gigabit cabo ótico multimode deve ser considerado.

1. Investir Perspetiva

Do ponto de vista do investimento, onde o 10G não será utilizado em pelo menos 10 anos, o HOC OM1 (a fibra multimoda normal de 62,5/125μm) é uma boa escolha. Além disso, uma vez que o cabo ótico OM3 utiliza equipamentos de origem ótica de baixo custo VCSEL e 850nm, o custo de transmissão de 10 Gigabit é muito reduzido.

Conclusão

Com base na análise acima, acreditamos que deve investir no melhor desempenho aos custos mais baixos desde a consideração da aplicação, distância de transmissão, previsão e custo.

Agora você teria uma diferença de ideia geral entre o modo único e o multimode, bem como o que a fibra ótica você quer para o seu projeto. Se tiver outras dúvidas sobre comunicações óticas, certifique-se de que nos deixa um comentário ou nos escreve diretamente.