Single-glasvezel versus multi-glasvezel

Single--modus glasvezel (SMF)

Hoe het werkt

Single-mode glasvezel heeft een kern die rechtvaardig is8 tot 10 micrometerbreed - ongeveer een-tiende van de breedte van een mensenhaar. Die kleine kern is de sleutel. Het is zo klein dat er slechts één lichtstraal tegelijk doorheen kan reizen, in een rechte lijn van het ene uiteinde naar het andere. Omdat al het licht dezelfde weg volgt, blijft het signaal scherp en verspreidt het zich niet. Dit wordt genoemdmodale spreiding, en single{0}}glasvezel heeft daar feitelijk niets van.

Om licht door zo’n kleine opening te duwen, heeft SMF eenlaserlichtbron. Lasers produceren een zeer gerichte, smalle straal - precies wat u nodig heeft. Het nadeel is dat op laser-gebaseerde transceivers meer kosten dan de LED- of VCSEL-bronnen die worden gebruikt in multi-systemen. Dat gezegd hebbende, voor elke verbinding die lange afstanden moet overbruggen of een zeer hoge bandbreedte moet hebben, zijn de prestaties de extra kosten waard.

Waar het schijnt: echte- voorbeelden uit de wereld

Single{0}}glasvezel domineert elke toepassing waarbij het signaal ver moet reizen. Een paar concrete voorbeelden:

Het wereldwijde glasvezelnetwerk van Google maakt gebruik van single{0}}mode glasvezel voor zijn onderzeese kabelsystemen, waaronder de SNELLERE kabel die de VS en Japan verbindt - over een afstand van meer dan 9.000 km. (Bron: Google Cloud-blog, 2022)

AT&T's fiber-to-the-home (FTTH)-implementaties in de VS zijn volledig afhankelijk van OS2 single-mode glasvezel, die gegevenssnelheden van 1 Gbps en hoger kan ondersteunen over afstanden van 20 km of meer per knooppunt. (Bron: AT&T Investor Relations, 2023)

Grootschalige datacenters zoals die van AWS en Microsoft Azure maken gebruik van single{0}}mode glasvezel voor inter-backbone-verbindingen tussen gebouwen en campussen waar de afstanden groter zijn dan 500 meter.

Bronreferenties: Google Infrastructure, AT&T FTTH Whitepaper 2023, IEEE 802.3 Standard

OS1- en OS2-standaarden

Single-glasvezel is verkrijgbaar in twee hoofdklassen.OS1is gebouwd voor gebruik binnenshuis - door muren, kabelgoten en stijgleidingen van gebouwen. Het heeft een maximaal signaalverlies van 1,0 dB per kilometer.OS2is gemaakt voor buiteninstallaties waarbij de vezel wordt beschermd in losse buizen in een kabelmantel. OS2 bereikt een veel lager signaalverlies - niet meer dan 0,4 dB/km - en wordt daarom gebruikt voor lange campustrajecten, stads-brede metronetwerken en lange- verbindingen tussen steden.

Als u glasvezel aanlegt tussen twee gebouwen op een campus of externe locaties met elkaar verbindt, is OS2 vrijwel altijd de juiste keuze. OS1 is zinvol als u bekabeling binnen één gebouw uitvoert en de kosten per meter belangrijker zijn dan het maximale bereik.

Multi-glasvezel (MMF)

Hoe het werkt

Multi-glasvezel hanteert een andere aanpak. De kern is veel groter -50 micrometerin de meeste moderne installaties, of 62,5 µm in oudere OM1-kabel. Die grotere kern is gemakkelijk om mee te werken: hij accepteert licht tegen lage- kostenLED- of VCSEL-bronnenin plaats van dure lasers, en het is vergevingsgezinder bij het met elkaar verbinden van vezeluiteinden.

De afweging-ismodale spreiding. Wanneer meerdere lichtstralen onder enigszins verschillende hoeken door dezelfde kern reizen, komen ze op enigszins verschillende tijdstippen aan het uiteinde aan. Op korte afstanden is dit geen probleem. Over langere afstanden zorgt dit ervoor dat het signaal wazig wordt en moeilijk leesbaar wordt. Dit is de fundamentele reden waarom multi-glasvezel een afstandslimiet heeft, ongeacht hoe goed uw zendontvangers zijn.

Moderne MMF maakt gebruik van een gradueel-indexontwerp - waarbij de kern zo is ontworpen dat lichtstralen die zich verder van het centrum verplaatsen sneller bewegen, waardoor ze ongeveer op hetzelfde tijdstip arriveren als stralen dichtbij het centrum. Dit compenseert gedeeltelijk de modale spreiding en is de reden waarom nieuwere OM-kwaliteiten veel beter presteren dan OM1.

OM-normen: OM1 tot en met OM5

Het OM-classificatiesysteem (gedefinieerd door ISO/IEC 11801) vertelt u hoeveel bandbreedte een multi-vezel kan vervoeren en hoe ver. Elke generatie is beter dan de vorige:

Bron: ISO/IEC 11801:2017, TIA-492AAAE (OM5-standaard)

OM1 en OM2 zijn eigenlijk alleen relevant als je met bestaande infrastructuur werkt. Begin bij elke nieuwe installatie minimaal bij OM3. OM4 is tegenwoordig de meest geïnstalleerde standaard en biedt een goede balans tussen kosten en prestaties. OM5 is het overwegen waard als u snelheden van 40G of 100G plant en minder glasvezelstrengen wilt gebruiken via korte-golfverdelingsmultiplexing (SWDM).

Een voorbeeld uit de echte-wereld:Ontwerphandleidingen voor datacenters van Ciscobeveel OM4 aan als basis voor nieuwe 10G- en 25G-implementaties, waarbij OM5 voor sites die van plan zijn om binnen enkele jaren naar 100G over te stappen. (Bron: Cisco Data Center Design Guide, 2023)

Hoofd-tot-hoofdvergelijking

Bron: TIA-568.3-D, ISO/IEC 11801, IEEE 802.3 Ethernet-standaarden

Hoe u de juiste vezel kiest

De keuze komt neer op drie dingen: afstand, bandbreedte en budget. Hier is een eenvoudige manier om erover na te denken.

Gebruik single{0}}-glasvezel wanneer:

Uw kabellengte is langer dan 500 meter

Je hebt nu of in de toekomst 100G, 400G of hogere snelheden nodig -

U verbindt afzonderlijke gebouwen, campussen of externe datacenters

U bouwt een glasvezel-naar-het-thuistoegangsnetwerk (FTTH)

U wilt een zo laag mogelijk signaalverlies over lange afstanden

Gebruik Multi{0}}-glasvezel wanneer:

Al uw verbindingen bevinden zich binnen één gebouw of korte campusbaan (minder dan 300-550 m)

U bouwt een dichte horizontale bekabeling voor datacenters, waarbij de kosten van transceivers een belangrijke factor zijn

Uw doelsnelheden zijn 10G of 25G (OM3/OM4) of tot 100G op korte afstand (OM5)

Voor veel korte links moet u het budget vooraf zo laag mogelijk houden

Eén punt dat mensen vaak verbaast: hoewel multi{0}}kabels per meter iets duurder zijn dan single-kabels,de zendontvangers zijn veel goedkoper. Voor een datacenter met honderden korte verbindingen lopen de besparingen op transceivers snel op. Een 10G SFP+ SR-transceiver voor OM3/OM4 kost doorgaans rond de $15-30, terwijl een gelijkwaardige single-mode LR-transceiver $80-150 of meer kan kosten. (Bron: prijsgegevens van Fiberstore, 2024; geverifieerd bij grote leveranciers)

Aan de andere kant zou je voor een backbone-verbinding van 10- km actieve apparatuur nodig hebben om een ​​multi-signaal te regenereren lang voordat je het einde bereikte -, terwijl de single- modus de volledige afstand zonder problemen zou kunnen afleggen. In dat geval is single-mode in het algemeen de goedkopere optie.

Veelgestelde vragen

Wat is het belangrijkste verschil tussen single{0}}mode en multi-mode glasvezel?

De kerngrootte. Single-vezel heeft een zeer kleine kern (~9 µm) die slechts één lichtpad doorlaat, waardoor het signaalverlies zeer laag is en lange afstanden kunnen worden overbrugd. Multi{4}}mode glasvezel heeft een grotere kern (50 of 62,5 µm) die veel lichtpaden ondersteunt, waardoor de afstand wordt beperkt, maar goedkopere zendontvangers mogelijk zijn.

Wanneer moet ik single-mode glasvezel gebruiken?

Elke keer dat uw kabellengte langer is dan een paar honderd meter, of wanneer u een zeer hoge bandbreedte nodig heeft, zoals 100G of 400G. Single-modus is de standaard voor WAN-verbindingen, lange-verbindingen, metronetwerken en glasvezel-naar-de-thuisimplementaties.

Is multi{0}}glasvezel goedkoper dan single-mode?

Voor korte links: ja - omdat de transceivers veel minder kosten. Maar voor langere links is de single-modus in het algemeen goedkoper omdat je de signaalversterkende apparatuur vermijdt die multi-modus nodig zou hebben. Het break-punt ligt ongeveer op 300-500 meter, afhankelijk van de snelheid en de uitrusting die u gebruikt.

Wat is het verschil tussen OS1 en OS2?

Beide zijn single-standaarden. OS1 is voor gebruik binnenshuis, strak-gebufferde kabels met een signaalverlies van maximaal 1,0 dB/km. OS2 is bedoeld voor losse-buiskabels voor buitengebruik met een veel lager verlies van 0,4 dB/km -, waardoor deze geschikt is voor langere afstanden tussen gebouwen en over campussen.

Kan multi{0}}glasvezel 100G-netwerken ondersteunen?

Ja, maar alleen over korte afstanden. OM5-glasvezel die gebruikmaakt van SWDM (korte-golfverdelingsmultiplexing) kan 100G over een afstand van maximaal 150 meter transporteren. Voor langere tijd heeft u single-glasvezel nodig.

Laatste gedachten

Noch single{0}} noch multi- glasvezel is in elke situatie beter. Ze zijn ontworpen voor verschillende taken.

Single-glasvezelgeeft u een bereik en bandbreedte waar multi{0}}modus eenvoudigweg niet aan kan tippen. Als uw netwerk gebouwen, campussen of steden omvat - of als u plannen heeft voor 400G en verder, is - single- de juiste basis.

Multi-vezelhoudt de kosten laag voor omgevingen met een korte{0}}hoge dichtheid, zoals serverruimtes in datacenters en zakelijke LAN-kasten. Voor alles onder de 500 meter bij snelheden van 10G tot 100G is dit een praktische, goed-bewezen keuze.

Mijn algemene aanbeveling: als je twijfelt over de toekomstige behoeften op het gebied van afstand of bandbreedte, kies dan voor de enkele- modus. De kabel zelf is niet duur en OS2-glasvezel is gemakkelijk te vinden. De zendontvangers kosten tegenwoordig meer, maar de prijzen zijn gestaag gedaald - en u hoeft de- kabel niet opnieuw te trekken als uw eisen toenemen.

Als u een nieuwe datacenterhal bekabelt of een campus-LAN upgradet waar alle trajecten zich duidelijk onder de 300 meter bevinden, is OM4 nog steeds een solide en kosteneffectieve keuze voor implementaties in de periode 2024-2025.

Referenties

• ISO/IEC 11801:2017 - Algemene bekabeling voor klantlocaties

• TIA-568.3-D - Standaard voor optische vezelbekabelingscomponenten

• IEEE 802.3 Ethernet-werkgroepstandaarden

• Cisco Data Center Design Guide, editie 2023

• AT&T FTTH Infrastructuurwitboek, 2023

• Google Cloud Infrastructure-blog, onderzeese kabelsystemen, 2022

• Fiberstore (FS.com) Transceiverprijzen en compatibiliteitsgegevens, 2024