Conoscenza

Cosa sono la fibra monomodale e multimodale?

La differenza fondamentale infibra otticala comunicazione risiede nel modo in cui si propagano i segnali ottici.Fibra monomodaleconsente ai segnali luminosi di viaggiare in un'unica modalità lungo un percorso rettilineo attraverso il centro della fibra, mentrefibra multimodalesupporta più fasci luminosi che trasmettono simultaneamente ad angoli diversi attraverso la rifrazione all'interno della fibra.

Cavi in ​​fibra ottica monomodalehanno un diametro centrale di soli 9 micron - equivalente a un-decimo dello spessore di un capello umano. I raggi luminosi non subiscono quasi alcuna riflessione all'interno, propagandosi lungo un percorso rettilineo. Questo design riduce al minimo la distorsione del segnale, rendendolo ideale per la trasmissione a lunga-distanza.Cavo in fibra ottica multimodaleha un diametro del nucleo di 50 micron o 62,5 micron. Il nucleo più spesso significa che più percorsi luminosi possono funzionare contemporaneamente. Sebbene ciò produca una certa dispersione modale, le prestazioni rimangono eccellenti nelle applicazioni a breve-distanza.
 

Differenze chiave tra fibra monomodale e multimodale

Dimensione del nucleoè la cosa più ovviadifferenza tra modalità singola e multimodalefibra. ILnucleo in fibra monomodaledimensione di 9 micron richiede una precisione estremamente elevata per sorgenti luminose e connettori, mentre ilfibra ottica multimodaleIl nucleo da 50/62,5 micron fornisce una maggiore "capacità di raccolta della luce", riducendo i requisiti di precisione della giunzione. Questo è il motivofibra multimodaleè più popolare in ambienti come i data center che richiedono frequenti cambi del cavo di connessione.

Per quanto riguarda le sorgenti luminose e le lunghezze d'onda,lunghezze d'onda della fibra monomodaletipicamente utilizzano sorgenti laser da 1310 nm o 1550 nm, una combinazione che fornisce distanze di trasmissione maggiori.Fibra multimodaleusiLunghezze d'onda 850 nm o 1300 nm, abbinato a sorgenti luminose LED o VCSEL. I costi di produzione del VCSEL sono di gran lunga inferiori a quelli dei laser, e questo è il motivo principalemultimodalei sistemi hanno costi di investimento iniziale relativamente più bassi.

La dispersione è un fattore chiave che influenza le prestazioni di trasmissione. Infibra ottica multimodale, i raggi luminosi che percorrono percorsi diversi arrivano all'estremità ricevente in tempi diversi. Questa dispersione modale provoca una distorsione del segnale, limitando la distanza di trasmissione. Generalmente,fibra multimodalele prestazioni peggiorano notevolmente oltre i 300-500 metri.Fibra ottica monomodaleevita problemi di dispersione modale dovuti al fatto di avere un solo percorso luminoso, raggiungendo facilmente distanze di trasmissione di diversi chilometri o addirittura decine di chilometri.

Distanza e velocità di trasmissione

Diversi gradi di fibra mostrano significative variazioni di distanza a varie velocità.Modalità singolaLa fibra OS2 può supportare stabilmente distanze di trasmissione di 10-chilometri su tutti i livelli di velocità da 1 Gb a 100 Gb. Questa consistenza lo rende la prima scelta per le applicazioni a lunga distanza.

Fibra multimodalele prestazioni sono strettamente legate alla velocità. Nelle applicazioni Ethernet da 1 Gb, tutti i gradi difibra multimodaleda OM1 a OM5 può supportare distanze di 550-metri. Tuttavia, quando la velocità aumenta a 10 Gb, OM1 e OM2 non possono più soddisfare i requisiti - solo OM3 e OM4 possono supportare rispettivamente 300 metri e 400 metri. Nelle applicazioni ad alta velocità superiori a 25 Gb,distanza della fibra multimodaleè ulteriormente ridotto. OM3 può supportare solo 70-100 metri, OM4 può raggiungere 100-150 metri, mentre l'ultimo OM5 può supportare 400 metri in applicazioni da 100 Gb.

Sebbenegamma di fibre multimodaliè limitato, in scenari a breve-distanza come gli interni di data center, distanze di 300-400 metri sono completamente sufficienti. Per le reti di campus che richiedono collegamenti tra edifici o distanze maggiori,fibra monomodaleè l'unica scelta.

Analisi dei costi

Quando si parla di costi, molte persone pensano innanzitutto al prezzo del cavo stesso. In realtà,cavi monomodalisono generalmente più economici del 20-30% rispetto a quelli di alta qualitàcavi in ​​fibra ottica multimodale(come OM4) a causa di processi di produzione maturi. La vera differenza di costo risiede nei moduli ottici.

Prendendo come esempio la velocità di 1 Gb, la differenza di prezzo tramodalità singolaEmultimodaleI moduli SFP sono minimi, rispettivamente a circa $ 10 e $ 9. Tuttavia, con l'aumentare della velocità, iniziano ad apparire delle lacune. 10Gbmodalità singolaI moduli SFP+ costano circa $ 27, mentremultimodalele versioni richiedono solo $ 20. Per QSFP28 da 100 Gb,modalità singolai moduli costano fino a $ 499, mentremultimodalele versioni costano solo $99 - una differenza di $400.

Dal punto di vista dei costi, è necessario considerare le possibilità di aggiornamento futuro. Se si scegliefibra multimodale, potresti riscontrare un aggiornamento da OM1 a OM3, quindi a OM4, e ogni aggiornamento richiederà nuovi cavi e costi di manodopera notevolmente aumentati. Sceglierefibra monomodaleconsente l'implementazione-una tantum di OS2, con successivi aumenti di velocità che richiedono solo aggiornamenti del modulo ottico senza sostituire il livello fisico.

Per progetti a breve-termine o scenari-limitati dal budget,fibra multimodaleil vantaggio in termini di basso costo dei moduli è evidente. Tuttavia, per la pianificazione della costruzione a lungo-termine, peròfibra monomodaleha un investimento iniziale maggiore nel modulo ottico, evita la costruzione ripetuta ed è più economico nel lungo periodo.

Compatibilità

Fibra monomodale e multimodalenon possono assolutamente essere mischiati - questa è una regola ferrea nell'ingegneria di rete. Il motivo risiede nell'enorme differenza nella dimensione del nucleo. Quando un nucleo da 9 micronfibra monomodalesi collega a un nucleo da 50 micronfibra multimodale, produce una perdita ottica di 10-20 dB, sufficiente a causare il guasto completo del collegamento. Al contrario,fibra multimodalecollegandosi afibra monomodaleinoltre, non riuscirà a focalizzare correttamente i raggi luminosi a causa della mancata corrispondenza dell'apertura numerica.

Nell'installazione vera e propria è possibile distinguerli in base alla giaccacolore. Secondo gli standard TIA-598C,colore della fibra monomodaleè giacca gialla, mentrefibra multimodaleusa giacche arancioni o acqua. Sui telai di distribuzione nelle sale apparecchiature, i tipi di fibra devono essere chiaramente etichettati e fisicamente isolati per evitare inserimenti errati.

Esistono tuttavia casi particolari. Utilizzando cavi patch di condizionamento della modalità, 1000BASE-LXmodalità singolaI moduli SFP possono funzionarefibra multimodale. Inoltre, attraverso convertitori multimediali in fibra, collegandolimodalità singolaEmultimodalesegmenti di rete è possibile, ma ciò aggiunge apparecchiature aggiuntive e punti di guasto. In genere, queste soluzioni alternative non sono consigliate.

Come scegliere?

Quando si sceglie trafibra monomodale o multimodale, il criterio più importante è la distanza di trasmissione. Se la distanza di trasmissione dello scenario applicativo supera 1 chilometro,fibra monomodaleè l'unica scelta, comprese le reti dei campus, le reti delle aree metropolitane e scenari simili.

Per applicazioni a breve-distanza come interni di data center e uffici aziendali, se la distanza di trasmissione è entro 300 metri,fibra multimodaleè la scelta più economica. OM3 o OM4fibra multimodaleabbinato ai moduli ottici VCSEL può fornire distanze di trasmissione di 300-400 metri a velocità di 10 Gb, soddisfacendo completamente le esigenze della maggior parte delle sale apparecchiature. Inoltre,multimodalei moduli ottici sono più economici e riducono significativamente i costi dei cavi ad alta-densità.

Per le sezioni fronthaul della rete 5G, a causa della necessità di trasmissione a bassa-latenza di segnali eCPRI da 25 Gb con distanze di trasmissione che in genere si estendono su diversi chilometri,fibra monomodaleè la configurazione standard. Nelle reti aziendali, utilizzandofibra multimodaleper l'accesso al piano efibra monomodaleper la dorsale inter-dell'edificio è un approccio di implementazione ibrido comune ed economico.

Domande frequenti

LC, SC, MPO/MTP - come scegliere?

1G/10G single-core bidirezionale: LC comune-LC (più diffuso)

40G/100G SR4 (parallelomultimodale): Comunemente utilizzatoMPO/MTP

100GLR4 (modalità singolaWDM): comunemente usa LC

Qual è la fibra migliore - monomodale o multimodale?
Fibra monomodale e fibra multimodaleciascuno presenta vantaggi in termini di costi e applicazioni. Scegli semplicemente quello più adatto in base ai tuoi requisiti applicativi.

Il multimodale può utilizzare moduli monomodali? La modalità singola può utilizzare moduli multimodali?
Generalmente non possono essere mescolati:

RS (multimodale): richiedono fibra OM (850 nm), in genere non funzionano secondo le specifiche su OS2

LR/RE (modalità singola): richiedono OS2 (1310/1550 nm), potrebbero verificarsi perdite/dispersioni/riflessioni che causano instabilità o non-conformità sulla fibra OM

Che cos'è la fibra di vetro e perché è preferita alla plastica per la trasmissione di dati a lunga-distanza?

Il vetro in fibra ottica è costituito da fibre di silice ultra-flessibili e pure, progettate per trasportare la luce attraverso una riflessione interna totale. Serve come materiale di base nelle moderne telecomunicazioni, imaging medico e sistemi di rilevamento. Rispetto al vetro normale, il vetro in fibra ottica offre una perdita di segnale molto inferiore su lunghe distanze. Inoltre, supera la plastica nella trasmissione di dati ad alta-velocità e a lungo-raggio, rendendolo la scelta preferita per le reti di comunicazione avanzate.