Все мы знаем, что существует одномодовое (SM) и многомодовое (MM) оптическое волокно. Итак, в чем их отличия и какой из них выбрать, когда мне нужен оптоволоконный кабель? HOC (Hone Optical Communications) имеет более чем 19-летний опыт работы в области оптической связи и ODN. Продолжайте читать, чтобы узнать их раз и навсегда!

Оптоволокно

Волокно можно разделить на одномодовое и многомодовое в зависимости от режима оптической передачи.

Диаметр

Диаметр сердцевины многомодового волокна составляет 50 или 62,5 мкм, а его внешняя оболочка составляет 125 мкм. Таким образом, многомодовое оптическое волокно часто описывается как 50/125 мкм или 62,5 / 125 мкм. Диаметр сердцевины одномодового волокна 9 мкм, внешний диаметр оболочки 125 мкм. Одномодовое волокно составляет 9/125 мкм.

Рабочая длина волны

В настоящее время наиболее часто используемые длины волн волокна составляют 850 нм, 1310 нм и 1550 нм.

Оптические потери в волокне обычно снижаются с увеличением длины волны. Потери на длине волны 850 нм обычно составляют 2,5 дБ / км, а на длине волны 1310 нм – 0,35 дБ / км. В то время как 1550 нм имеет обычно оптические потери 0,20 дБ / км, что является наименьшими потерями в оптическом волокне. Потери имеют тенденцию увеличиваться при длине волны 1650 нм и выше.

Из-за поглощения ОНˉ (пик воды) существует пик оптических потерь в диапазоне от 900 до 1300 нм и от 1340 до 1520 нм. Следовательно, эти 2 диапазона используются не полностью.

Пропускная способность

Таблица 1: Применение многомодового оптического кабеля

Волоконно-оптический кабель

SM кабель

Волокно SM имеет очень тонкую сердцевину, и может передаваться только одна мода света. Следовательно, интермодальная дисперсия очень мала, что подходит для удаленной связи.

Но есть также материальная дисперсия и волноводная дисперсия. В результате одномодовое волокно предъявляет более высокие требования к спектральной ширине и стабильности источника света. То есть спектральная ширина должна быть узкой и более стабильной.

Обнаружено, что полная дисперсия одномодового волокна равна нулю на длине волны 1310 нм. Судя по характеристикам оптических потерь в оптическом волокне, 1310 нм – это просто окно с низкими потерями. Таким образом, диапазон длин волн 1310 нм стал идеальным рабочим окном. И это также основная рабочая длина волны практической оптической системы связи. Основные параметры SM-волокна длиной 1310 нм определены ITU-T в предложении G652, поэтому этот вид волокна также называется волокном G.652.

Как упоминалось выше, из-за поглощения ОН возникают пики оптических потерь в диапазоне от 900 нм до 1300 нм и от 1340 до 1520 нм, которые называются пиками воды. В то же время, поскольку G.652D является последним индексом SM-волокна, он является самым строгим индексом из всех уровней G.652 и полностью совместим с предыдущими версиями. Таким образом, если указан только G.652, это означает технические характеристики G.652A, на которые следует обратить особое внимание.

Волокно SM передает только основную моду, то есть свет проходит только вдоль оси волокна, что полностью исключает рассеивание и потерю оптической энергии. Кроме того, SM обычно используют лазер с длиной волны 1310 нм или 1550 нм, что близко к минимальной длине волны затухания 1550 нм для кварца. Дальность передачи кабеля SM указана в таблице 3 ниже.

Таблица 3: Применение многомодового оптического кабеля

Предложение по выбору

1. Дальность передачи.

Если в будущем вы хотите поддерживать передачу со скоростью 10 Гбит / с, а это большие расстояния, вам следует подумать об использовании одномодового оптического кабеля.

1. Расходы.

Оптическое волокно с нулевым пиком воды обеспечивает на 50% большую пропускную способность, чем обычное оптическое волокно SM, но его стоимость аналогична.

Волоконно-оптический кабель MM

В отличие от SM-волокна, многомодовое (MM) волокно может одновременно передавать несколько видов света. Когда многомодовое оптическое волокно передает основную моду или несколько других мод, свет будет непрерывно отражаться вдоль стенки ММ-волокна.

Однако это также приводит к значительному рассеиванию и бесполезной трате оптической энергии. Большая модальная дисперсия ограничивает частоту передачи цифрового сигнала. По мере увеличения расстояния эта ситуация будет более серьезной. Расстояние передачи по MM-волокну показано в таблице 1.

В системе со скоростью 10 ГБ / с при использовании 850-нм лазера VCSEL (лазера с поверхностным излучением с вертикальным резонатором) в качестве источника света в высокоскоростной сети волокно OM3 может передавать 300 метров, а волокна OM4 – 550 метров.

Благодаря дальности передачи в несколько сотен метров многомодовое волокно OM3 / OM4 может широко использоваться в центрах обработки данных, локальных сетях, высокопроизводительных вычислительных центрах и сетях хранения данных. IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) предложил параллельные решения для сетей 40 ГБ / с и 100 ГБ / с с использованием многомодового волокна OM3 / OM4.

Параллельная система с оптоволокном OM3 может передавать 100 м со скоростью 40 ГБ / с и 100 ГБ / с, а параллельная система с оптоволокном OM4 может передавать 150 м со скоростью 40 ГБ / с и 100 ГБ / с. При этом длина подключения 85% центра обработки данных не превышает 100 метров, а почти 100% длины подключения центра обработки данных не превышает 150 метров.

Таблица 2: Применение многомодового оптического кабеля

Другой вопрос, который вы, возможно, захотите задать, заключается в том, почему многомодовое волокно OM3 / OM4 не может поддерживать ту же длину соединения в 40 ГБ / с и 100 ГБ / с, что и в системах 10 ГБ / с?

Это связано с тем, что технические характеристики VCSEL ослаблены при подключении со скоростью 40 ГБ / с и 100 ГБ / с. Чтобы снизить стоимость системы, стандарт IEEE802.3ba ослабил требования к ширине спектра лазера, но в то же время это также привело к сокращению длины сетевого подключения.

Предложение по выбору

Поэтому, если вы хотите выбрать многомодовый оптический кабель, следует учитывать следующие аспекты:

1. Дальнейшее развитие

С точки зрения будущей тенденции развития, горизонтальной кабельной сети требуется пропускная способность 1 ГБ / с для настольного компьютера, магистральная сеть здания должна быть обновлена до 10 ГБ / с, а магистральная сеть промышленного парка должна быть обновлена до 10 ГБ / с или 100 ГБ. / с.

В настоящее время количество сетевых приложений растет примерно на 50% в год. Предполагается, что в следующие пять лет гигабит для настольных ПК станет таким же распространенным, как текущая пропускная способность 100 Мбит / с для настольных ПК.

Следовательно, текущее планирование сети должно быть перспективным. Сетевой кабель CAT6 можно рассматривать для горизонтальной части, а многомодовый оптический кабель 10 Гбит / с – для магистральной части. В частности, разница в стоимости медного кабеля CAT6 плюс многомодовый оптический кабель 10 Гбит / с и медного кабеля CAT5E плюс многомодовый оптический кабель 1 Гбит / с составляет менее 10-20%. С точки зрения долгосрочного применения, если позволяет стоимость, следует рассмотреть сетевой кабель CAT6 плюс многомодовый оптический кабель 10 Гбит / с.

1. Инвестиционная перспектива

С точки зрения инвестиций, когда 10G не будет использоваться по крайней мере через 10 лет, HOC OM1 (нормальное многомодовое волокно 62,5 / 125 мкм) является хорошим выбором. Кроме того, поскольку в оптическом кабеле OM3 используется недорогое оборудование VCSEL и 850-нм оптическое оборудование, стоимость передачи 10 Gigabit значительно снижается.

Заключение

Основываясь на приведенном выше анализе, мы полагаем, что вам следует инвестировать в лучшую производительность при минимальных затратах с учетом области применения, дальности передачи, дальновидности и стоимости.

Теперь у вас будет общее представление о разнице между одномодовым и многомодовым, а также о том, какое оптическое волокно вы хотите использовать для своего проекта. Если у вас есть другие сомнения по поводу оптической связи, обязательно оставьте нам комментарий или напишите нам напрямую.