Conoscenza

La fibra ottica è il fondamento delle moderne reti di comunicazione, ma non è un prodotto unico. I due principali tipi di fibra ottica sonofibra mono-modale(SMF) efibra multimodale(MMF). Comprendere la differenza tra questi due tipi di cavi in ​​fibra ottica - e sapere quando utilizzarli ciascuno - è essenziale per chiunque pianifichi un'implementazione di rete, aggiorni l'infrastruttura esistente o specifichi la fibra per un data center, un campus o un progetto di telecomunicazioni.

Questa guida spiega come viene classificata la fibra ottica, suddivide i principali sottotipi e standard all'interno di ciascuna categoria e fornisce una guida pratica per scegliere la fibra giusta per la tua rete.

Come viene classificata la fibra ottica

Uno dei motivi per cui i tipi di fibra possono creare confusione è che esistono diversi modi validi per classificare la fibra ottica. I metodi più comuni sono:

• Per propagazione della luce (modalità):fibra mono-modale e fibra multimodale - il punto di partenza più pratico per la maggior parte degli acquirenti.
• Per profilo dell'indice di rifrazione:il passaggio-fibra indice vs-fibra indice graduata - descrive come è strutturato l'indice di rifrazione del nucleo.
• Per materiale:fibra di vetro vsfibra ottica plastica- definisce di cosa è fatta la fibra.
• Per standard:Classi OM (OM1–OM5) per multimodale; G.652, G.657 e altriRaccomandazioni ITU-T G.65xper la modalità-singola.

Per ingegneri, pianificatori di rete e team di approvvigionamento, l'approccio più utile è iniziare con la decisione tra modalità singola- e modalità multimodale, quindi restringere il campo in base allo scenario standard e di implementazione. Gli altri metodi di classificazione - profilo dell'indice di rifrazione, materiale - forniscono un background utile ma raramente guidano la decisione di acquisto primaria nei principali progetti di rete.

Fibra mono-modale e multimodale: differenze principali

Fibra mono-modaleha un nucleo piccolo (tipicamente circa 8–10 µm) che consente la propagazione di un solo modo di luce. Ciò elimina la dispersione modale e consente ai segnali di percorrere lunghe distanze con un degrado minimo - rendendolo la scelta standard per dorsali di telecomunicazioni, reti metropolitane, reti di accesso e collegamenti a lungo-raggio.

Fibra multimodaleha un nucleo più grande (50 µm o 62,5 µm) che supporta molte modalità di luce contemporaneamente. È ampiamente utilizzato per collegamenti a-raggiungimento più breve negli edifici aziendali, nelle dorsali dei campus ecentri dati, dove le distanze dei collegamenti sono generalmente inferiori a poche centinaia di metri.

Un malinteso comune è che solo il prezzo del cavo determini quale fibra sia più economica. In pratica, il costo totale del sistema dipende fortemente da ricetrasmettitori, connettori e manodopera di installazione. Per ambienti aziendali e data center a breve-raggiungimento, la fibra multimodale spesso garantisce un costo totale del sistema inferiore perché i ricetrasmettitori e i connettori compatibili basati su VCSEL-sono meno costosi dell'ottica monomodale-. Con l'aumentare della distanza del collegamento, tuttavia, la modalità singola- diventa necessaria indipendentemente dai costi perché la fibra multimodale non è in grado di mantenere la qualità del segnale su distanze estese.

Tipi di fibra multimodale: OM1, OM2, OM3, OM4 e OM5

La fibra multimodale è ulteriormente suddivisa in gradi definiti dallaTIAe gli standard ISO/IEC. Questi gradi da - OM1 a OM5 - differiscono principalmente per la larghezza di banda modale, che determina la distanza in cui possono trasmettere dati a una determinata velocità.

OM1 e OM2: fibra multimodale legacy

La fibra OM1 utilizza un nucleo da 62,5 µm ed è stata originariamente progettata per sorgenti luminose basate su LED-. OM2 utilizza un nucleo da 50 µm ed è stato inizialmente progettato anche per la trasmissione LED. Entrambi i gradi hanno una larghezza di banda limitata rispetto agli standard moderni e sono classificati come tipi di fibra legacy. La TIA lo raccomandale nuove installazioni utilizzano OM3, OM4 o OM5anziché OM1 o OM2.

Se incontri OM1 o OM2 in un edificio esistente, potrebbe comunque trasportare traffico Ethernet da 1 Gigabit su brevi distanze. Tuttavia, per qualsiasi nuovo progetto di cablaggio, specificare OM1 o OM2 limita le opzioni di aggiornamento future e in genere dovrebbe essere evitato.

OM3: Laser-multimodale ottimizzato per 10G e oltre

OM3 è stato il primo grado di fibra multimodale progettato specificamente per sorgenti laser VCSEL a 850 nm. Ha una larghezza di banda modale effettiva (EMB) di 2000 MHz·km a 850 nm, che supporta 10 Gigabit Ethernet fino a 300 metri. OM3 rimane un’opzione praticabile per le reti aziendali in cui dominano i collegamenti 10G e le distanze sono moderate.

OM4: larghezza di banda maggiore per collegamenti a data center e campus

OM4 offre un EMB di 4700 MHz·km a 850 nm - più del doppio di quello di OM3. Ciò gli consente di supportare 10 Gigabit Ethernet fino a 400 metri e 100 Gigabit Ethernet (100GBASE-SR4) fino a 100 metri. Per molti progetti di aggiornamento di data center e nuove implementazioni di backbone di campus, OM4 raggiunge il giusto equilibrio tra prestazioni, portata e costi.

OM5: modalità multipla a banda larga per la trasmissione di-lunghezze d'onda multiple

OM5, nota anche come fibra multimodale a banda larga (WBMMF), è specificata sia a 850 nm che a 953 nm. È progettato per supportare il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda corta (SWDM), che trasmette più lunghezze d'onda (tipicamente 850, 880, 910 e 940 nm) su una singola coppia di fibre. Ciò rende OM5 rilevante quando la tua roadmap include ricetrasmettitori basati su SWDM-per la trasmissione 40G, 100G o 400G.

Tuttavia, OM5 non è automaticamente richiesto per ogni moderna rete multimodale. Se la tua distribuzione utilizza ricetrasmettitori standard da 850 nm senza SWDM, OM4 fornisce le stesse prestazioni a un costo del cavo inferiore. Valuta OM5 quando le strategie multi-lunghezza d'onda fanno parte del tuo piano di aggiornamento effettivo - non come impostazione predefinita.

OM3 vs OM4 vs OM5: guida rapida alla decisione

Tipi di fibra-moduale: G.652 vs G.657

Gli standard per la fibra monomodale-sono definiti dalITU-T(Unione Internazionale delle Telecomunicazioni – Settore Standardizzazione delle Telecomunicazioni). Sebbene esistano diverse raccomandazioni G.65x, due sono quelle più importanti per la maggior parte delle decisioni di implementazione: G.652 e G.657.

G.652: la fibra monomodale-standard

ITU-T G.652 è la fibra monomodale-più installata al mondo. Standardizzata per la prima volta nel 1984, specifica una fibra con una lunghezza d'onda a dispersione zero- vicina a 1310 nm, ottimizzata per il funzionamento nella banda di 1310 nm e utilizzabile anche nella banda di 1550 nm. La sottocategoria più recente, G.652.D, elimina il picco dell'acqua per il funzionamento a spettro completo-e offre prestazioni PMD (polarization mode dispersion) più strette - rendendola adatta ai sistemi CWDM e DWDM.

G.652 rimane la scelta predefinita per scopi-generalifibra mono-modalenelle reti dorsali, metropolitane e di trasporto dove i requisiti del raggio di curvatura-sono standard (raggio di curvatura minimo di 30 mm).

G.657: Piegatura-Fibra monomodale-insensibile

ITU-T G.657 è stato creato per affrontare le sfide di flessione che si presentano nelle reti di accesso, nei cablaggi interni e negli ambienti-con vincoli di spazio come i data center. Le fibre G.657 tollerano raggi di curvatura più stretti con una perdita di segnale significativamente inferiore rispetto a G.652.

Esistono due categorie principali all'interno di G.657:

• Categoria A (G.657.A1, G.657.A2):Pienamente conformi a G.652.D, il che significa che possono essere implementati ovunque sia specificato G.652.D fornendo allo stesso tempo prestazioni di piegatura migliorate. G.657.A1 supporta un raggio di curvatura minimo di 10 mm; G.657.A2 supporta 7,5 mm.
• Categoria B (G.657.B2, G.657.B3):Ottimizzato per curve molto strette in accessi brevi-e in ambienti interni, con B3 che supporta un raggio di curvatura minimo di 5 mm. Le fibre di categoria B potrebbero non essere completamente conformi alle specifiche sulla dispersione cromatica G.652.D, ma sono compatibili con il sistema-per l'uso della rete di accesso.

Nelle implementazioni di accesso in cui la fibra deve passare attraverso montanti stretti, piccoli involucri o attorno ad angoli acuti, le fibre G.657 riducono il rischio di eccessive perdite da flessione. In ambienti data center ad alta-densitàcavo di connessionerouting, la fibra conforme a G.657.A-offre un vantaggio significativo rispetto allo standard G.652.

G.652 vs G.657: quando sceglierli ciascuno

Passo-Indice vs Classificazione-Indice Fibra

Un altro modo per classificare la fibra ottica è in base al profilo dell'indice di rifrazione. Nell'apasso-indicefibra, l'indice di rifrazione è uniforme in tutto il nucleo e diminuisce bruscamente al confine del rivestimento del nucleo. Nell'aindice-classificatofibra, l'indice di rifrazione diminuisce gradualmente dal centro del nucleo al rivestimento.

Questa distinzione è importante perché il profilo dell'indice di rifrazione influenza direttamente la dispersione modale. Nella fibra multimodale step-index, diversi modi di luce viaggiano a velocità diverse attraverso un nucleo uniforme, facendo sì che i segnali arrivino in tempi diversi e limitando la larghezza di banda. Nella fibra multimodale a indice graduale-, l'indice di rifrazione variabile fa sì che i raggi luminosi più lontani dal centro del nucleo viaggino più velocemente, compensando parzialmente il loro percorso più lungo. Questo effetto di equalizzazione riduce significativamente la dispersione modale e consente una maggiore larghezza di banda su distanze maggiori.

Praticamente tutta la moderna fibra multimodale utilizzata nelle comunicazioni dati - OM2, OM3, OM4 e OM5 - è classificata con indice-. La fibra multimodale Step-index è principalmente associata a progetti più vecchi e ad applicazioni speciali come la fibra ottica in plastica (POF). La fibra monomodale-, al contrario, utilizza un profilo di indice a gradini-per impostazione predefinita, ma poiché si propaga solo una modalità, la dispersione modale non si applica.

Fibra di vetro vs Fibra ottica di plastica

La maggior parte della fibra ottica utilizzata nelle telecomunicazioni e nelle reti di dati è realizzata in vetro di silice. La fibra di vetro offre bassa attenuazione, larghezza di banda elevata e idoneità per la trasmissione a lunga-distanza. Tutti gli standard OM e G.65x discussi sopra si applicano alla fibra di vetro.

Fibra ottica in plastica(POF) utilizza un nucleo polimerico, in genere con un design dell'indice a gradini di grandi dimensioni. È più facile da terminare e più flessibile della fibra di vetro, ma ha un'attenuazione molto più elevata e una larghezza di banda inferiore. POF viene utilizzato in applicazioni a-link brevi come reti automobilistiche, connessioni audio/video domestiche e rilevamento industriale - non nelle principali reti di comunicazione ad alta-capacità.

Come scegliere la fibra giusta per la tua rete

Invece di considerare la selezione delle fibre come un esercizio da manuale, affrontala come una decisione pratica basata sulla tua specifica implementazione. Ecco i fattori chiave, applicati a scenari comuni:

1. Determina i tuoi requisiti di distanza

Se i tuoi collegamenti superano alcune centinaia di metri, la fibra mono-modale è in genere l'unica opzione praticabile. Per collegamenti inferiori a 300–400 metri - comuni all'interno di edifici, tra edifici di un campus o all'interno dicentro dati- la fibra multimodale può fornire le prestazioni richieste a un costo totale inferiore.

2. Valutare il costo totale del sistema, non solo il prezzo del cavo

In alcuni mercati il ​​cavo in fibra multimodale può essere leggermente più costoso al metro rispetto a quello mono-modale, ma è multimodalericetrasmettitorie i connettori sono in genere molto meno costosi. Per i collegamenti a breve-raggiungimento nei data center e negli ambienti aziendali, i risparmi sul ricetrasmettitore spesso superano qualsiasi differenza di costo del cavo. Con l'aumento dei requisiti di copertura, l'economia si sposta verso la modalità-singola.

3. Valutare l'ambiente fisico di installazione

Nelle reti di accesso, nelle installazioni di montanti e negli scenari di gestione dei cavi ad alta- densità, le curve strette sono inevitabili. Se stai distribuendo la fibra monomodale-in queste condizioni, specificandoG.657 fibra insensibile alla piegatura-riduce il rischio di eccessiva attenuazione in curva. Per interni ecavo internoapplicazioni in cui il routing è limitato, questo è particolarmente importante.

4. Pianificare la velocità e il percorso di aggiornamento

Se stai creando una nuova infrastruttura multimodale, evita di specificare OM1 o OM2. Per i requisiti 10G–100G, OM4 è la scelta più comune. Se la roadmap della tua organizzazione include ricetrasmettitori basati su SWDM-, valuta OM5. Per la modalità-singola, la fibra conforme a G.657.A-offre compatibilità con le versioni precedenti con G.652.D fornendo allo stesso tempo una migliore tolleranza alla piegatura - rendendola un'impostazione predefinita sensata per le nuove installazioni-modali.

5. Considerare la costruzione e l'ambiente dei cavi

Il tipo di fibra ottica all'interno di un cavo è separato dalla struttura del cavo. È possibile confezionare la stessa fibra monomodale-modale o multimodalecavi sotterranei, cavi aerei, cavi interni-stretti, Ocavi esterni-a tubi scioltia seconda di dove verrà installato. Assicurati di specificare sia il tipo di fibra che la struttura del cavo appropriata per il tuo ambiente.

Errori comuni nella scelta della fibra ottica

Diversi errori ricorrenti portano a scelte di fibra non ottimali:

• Specificando OM1 o OM2 per le nuove installazioni.Questi gradi legacy limitano la larghezza di banda e la capacità di aggiornamento futuro. TIA consiglia OM3, OM4 o OM5 per tutte le nuove distribuzioni multimodali.
• Confronto solo del costo del cavo.Ignorare i costi del ricetrasmettitore, del connettore e dell'installazione fornisce un quadro incompleto. Il costo totale del collegamento - e non solo il costo del cavo - dovrebbe guidare la decisione.
• Confondere il tipo di fibra con la struttura del cavo.Rivestimento, armatura e. di un cavo in fibra otticaprogettazione strutturalevengono scelti in base all'ambiente di installazione. La fibra interna viene scelta in base alle esigenze di trasmissione. Si tratta di due decisioni separate.
• Impostazione predefinita su OM5 senza una roadmap SWDM.OM5 aggiunge valore quando è pianificata la trasmissione su più-lunghezze d'onda. Senza ricetrasmettitori SWDM, OM4 offre le stesse prestazioni a singola-lunghezza d'onda a un costo inferiore.
• Utilizzo dello standard G.652 in ambienti-con curve strette.Laddove il routing passa attraverso piccoli involucri o angoli stretti, la fibra G.657 -insensibile alla piegatura previene inutili perdite di segnale.

Applicazioni tipiche per tipo di fibra