Трябва ли да изберете единичен режим срещу многомодово влакно?
Многомодовото влакно не е по-евтино. Трябва да кажа това предварително, защото прекарах твърде много часове в разговори с екипи за обществени поръчки, които се опариха от това погрешно схващане. Кабелът струва по-малко на метър, да. Но когато добавите трансивъри, вземете предвид цикъла на надграждане и отчетете вероятността вашата 10G мрежа да се нуждае от 100G капацитет в рамките на четири години, единичният режим често излиза напред.
Въпреки това не съм тук, за да ви кажа, че единичният режим винаги е отговорът. Не е. Много приложения наистина се възползват от мултимода. Проблемът е, че повечето статии за сравнение третират това като неутрално техническо упражнение, когато всъщност е въпрос на финансово планиране с десет-годишен времеви хоризонт.
Работя от търговската страна във FOCC и съм участвал в проекти за оптични влакна в центрове за данни, внедряване на 5G и корпоративни кампус мрежи. Това, което научих е, че изборът между единичен режим и многомодов почти никога не се свежда до техническите възможности. И двете работят. Въпросът е кой струва по-малко през живота на вашата инфраструктура и това изчисление зависи от фактори, които рядко се появяват в спецификациите.
Разстоянието определя всичко останало
Разликата в диаметъра на сърцевината обяснява защо тези влакна се държат толкова различно. Единичният режим използва сърцевина от 9 μm, приблизително една-десета от ширината на човешки косъм. Светлината преминава по един път с минимално разсейване. Многомодовото влакно има сърцевина от 50 μm (или 62,5 μm в наследените класове OM1/OM2), което позволява на стотици светлинни модове да се разпространяват едновременно. Тези режими изминават различни дължини на пътя, пристигайки в малко по-различно време. Тази модална дисперсия ограничава колко далеч сигналът може да измине, преди да стане нечетлив.
Ограничение от 10 Gbps
OM4 < 400m
Ограничение от 100Gbps
OM4 < 150m
Ограничение от 400Gbps
OM4 < 100m
При 10Gbps този ефект на дисперсия поддържа многомодовия OM4 под 400 метра. При 100Gbps ограничението пада до 150 метра. При 400Gbps вие гледате на едва 100 метра.
Единичният режим няма този проблем. Същото OS2 влакно носи 10Gbps за 40 километра, използвайки ER оптика, или 400Gbps за 10 километра, използвайки LR4 модули. Самото влакно не е ограничаващият фактор. Само трансивърите определят обхвата ви.
Така че първият въпрос при всяко решение за влакна е просто: колко дълго е най-дългото ви бягане?
Ако всяка връзка във вашия проект остане под 150 метра, многомодовият остава жизнеспособен за 100Gbps. Ако дори една критична опорна връзка достигне 300 метра, имате нужда от единичен режим за този сегмент. И след като все пак купувате еднорежимни трансивъри, динамиката на разходите се измества.
Разбивката на реалните разходи
Ще ви покажа действителни цифри, защото неясните твърдения за това, че „многомодовият режим е по-евтин“ не помагат на никого да взема решения.
Оптичен кабелценообразуване(приблизителни, групови поръчки):
Единичен режим OS2 на закрито/на открито: $0,06 до $0,10 на метър
OM3 многомодов: $0,18 до $0,22 на метър
OM4 многомодов: $0,25 до $0,32 на метър
OM5 многомодов: $0,35 до $0,45 на метър
Едномодовият кабел струва 60-70% по-малко от еквивалентен многомодов кабел. Това изненадва хората. Предположението, че „по-просто=по-евтино“ не е валидно тук, тъй като градуираният -индексен профил на многорежимното ядро изисква по-сложно производство от дизайна на стъпковия индекс на единичния режим.
Цени на трансивъра (съвместим-от трети страни, пазар 2024-2025):
Тези разходи за приемо-предаватели доминират при внедряването на-разстояния. 50-метрова връзка не използва много кабел и в двата случая, така че разликата от $110 между 100G SR4 и CWDM4 приемопредаватели надвишава спестяванията на кабели.
Сравнение на разходите за връзка на различни разстояния (100Gbps):
50 метра
Многомодов път:
$99 (оптика) + $16 (кабел)
Общо: ~$214
Път в един режим:
$209 (оптика) + $8 (кабел)
Общо: ~$227
Multimode печели с $13
150 метра
Многомодов път:
$99 (оптика) + $48 (кабел)
Общо: $147
Път в един режим:
$209 (оптика) + $12 (кабел)
Общо: $221
Multimode печели с $74
300 метра
Многомодов SR4:
Връзката е неуспешна
Път в един режим:
$209 (оптика) + $24 (кабел)
Общо: $233
Единичният режим е от съществено значение
Точката на пресичане се намира на около 200-250 метра за 100Gbps приложения. Под това многомодовият струва по-малко на връзка. Над това мултимода изобщо не работи.
Пет{0}}годишна прогноза за разходите
Ето къде решенията за обществени поръчки стават интересни. Или болезнено, в зависимост от това дали сте планирали предварително.
Компания инсталира многомодов OM3 за 10Gbps мрежа днес. Всяка връзка струва около $45, включително трансивъри и кабел. Изглежда икономичен.
Три години по-късно изискванията за честотна лента ги тласкат към 100Gbps. Но OM3 достига само 100 метра при тази скорост, а няколко основни пробега достигат 180-250 метра. Тези връзки няма да работят с оптика 100G SR4.
Опции в този момент:
- Заменете OM3 с OM4 (незначително подобрение, все още ограничено до 150m при 100G)
- Заменете мултимода с единичен режим (правилно решение, скъпо)
- Приемете ограничения на честотната лента за дълги периоди (технически дълг)
Подмяната на оптична инфраструктура струва много повече от първоначалната инсталация. Вие плащате за премахване, нов кабел, нови термини, тестване и режийни разходи за управление на проекта за координиране на модернизация, като същевременно поддържате мрежата работеща.
Виждал съм оценки, вариращи от 40 до 75 евро на метър за пълна подмяна на оптични влакна в обитавани съоръжения, в сравнение с 15 до 25 евро на метър за нова строителна инсталация.
Прогноза за TCO за внедряване на 200 връзки, първоначално 10G с планирано надграждане до 100G:
| Елемент на разходите | Многомодов OM4 път | Път за OS2 в единичен режим |
|---|---|---|
| Първоначално влакно (ср. бягания на 80 м) | €3,200 | €1,280 |
| Първоначални 10G трансивъри | €4,000 | €5,400 |
| Година 1 общо | €7,200 | €6,680 |
| Година 3: Надстройка на 100G трансивър | €19,800 | €41,800 |
| Година 3: Подмяна на влакна (ако е необходимо) | €12,000+ | €0 |
| 5-годишна инфраструктура общо | €39,000+ | €48,480 |
Чакай. Единичният режим струва повече при този сценарий?
Да, ако всичките ви бягания останат под 150 метра и нямате нужда от смяна на влакна. Премията на трансивъра се допълва с висок брой връзки.
Но променете леко предположенията. Средна дължина на избутване до 120 метра. Изведнъж някои връзки надхвърлят обхвата на OM4 от 100G. Сега имате нужда от подмяна на влакна за 15-20% от бяганията:
| Коригиран сценарий | Многомодов път | Еднорежимен път |
|---|---|---|
| Година 3 подмяна на оптично влакно (40 връзки × €60/м × 120 м) | €28,800 | €0 |
| Ревизирана обща сума за 5 години | €55,800 | €48,480 |
Единичен режим спестява €7320. И имате свобода за 400Gbps и повече.
Урокът: многомодовият печели от чистата цена само когато разстоянията остават малки И никога не е необходимо да надграждате отвъд това, което поддържа OM4. И двете условия трябва да са изпълнени.
Защо хипермащабните оператори преминаха към единичен режим
Инженерният екип на Meta публикува анализ на тяхната 100G оптична инфраструктура още през 2017 г. Основната констатация: едномодовото влакно осигурява по-ниска обща цена на притежание за свързване на центрове за данни въпреки по-високите разходи за приемо-предаватели. Фразата им беше „бъдещо{3}}устойчиво разстояние чрез множество поколения еволюция на скоростта на данни“ (източник: engineering.fb.com/2017/03/08/data-center-инженерство/проектиране-100g-оптични връзки/).
Те не оптимизираха за днешното внедряване. Те оптимизираха кумулативните разходи от 40G, след това 100G, след това 400G, след това каквото и да дойде след това, всички работещи върху една и съща инсталация за влакна.
Google, Microsoft, Amazon взеха подобни инфраструктурни решения. Когато внедрявате милиони оптични връзки в стотици съоръжения, правилното изчисляване на разходите за целия живот е по-важно от минимизирането на-разхода за една година.
Корпоративните купувачи обикновено имат различни ограничения. По-малък мащаб означава, че процентът спестявания от по-евтини многомодови трансивъри може да доминира. По-кратките хоризонти на планиране правят въпроса за разходите за надграждане да изглежда отдалечен. Бюджетните цикли възнаграждават ниските първоначални разходи за оптимизиране на жизнения цикъл.
Разбирам този натиск. Участвал съм в срещи, на които финансовият екип отхвърля всяка опция, която увеличава капиталовите разходи за това тримесечие, независимо от дългосрочните -отражения. Това е законно бизнес съображение. Просто го разпознайте като финансов компромис-, а не технически.
Обяснени многомодови степени
Ако сте определили, че мултимода пасва на вашето приложение, изборът на правилния клас има значение.
OM1 и OM2 (Legacy)
Техните 62,5 μm ядра не могат да поддържат ефективно съвременното високо{1}}скоростно предаване. Настоящият стандарт TIA-568.3-E не препоръчва нови инсталации OM1/OM2. Ако някой ви цитира тези оценки, поставете под въпрос експертизата му.
OM3
Използва лазерно-оптимизирано 50 μm ядро с 2000 MHz·km ефективна модална честотна лента при 850 nm. Максималният обхват при 10Gbps е 300 метра. При 100Gbps с оптика SR4 получавате 100 метра.
OM4
Увеличава честотната лента до 4700 MHz·km, разширявайки обхвата на 10G до 400 метра и обхвата на 100G до 150 метра. Също така използва водно яке, така че етикетирането има значение за идентификация.
OM5
Поддържа честотната лента на OM4 при 850nm, като същевременно добавя производителност в диапазона 850-953nm за мултиплексиране с разделяне на дължина на вълната на къси вълни (SWDM). Това позволява по-висок капацитет при едни и същи двойки влакна чрез използване на множество дължини на вълната. Цветът на якето е лайм зелен. Технологията е доказана, но приемането остава ограничено, тъй като паралелната оптика (SR4, SR8) задоволи повечето нужди от честотна лента с малък обсег, без да изисква сложност на SWDM.
Критична бележка за съвместимост:
OM1/OM2 използват 62,5 μm ядра. OM3/OM4/OM5 използват 50 μm ядра. Не можете да свържете директно ядра с различни размери. Несъответствието причинява сериозна загуба на сигнал, обикновено 3-4dB или повече, често достатъчно, за да прекъсне връзката изцяло. Надграждането от наследени OM1/OM2 изисква пълна подмяна в засегнатите сегменти, а не само промени в трансивъра.
Единичен mода стандарти, които имат значение
Едномодовото влакно следва препоръките на ITU-T G.652 и G.657, а не OM обозначенията.
G.652.D
Настоящият стандарт за едномодово влакно-с общо предназначение. Ключовите спецификации включват максимално затихване от 0,4 dB/km при 1310nm и 0,25 dB/km при 1550nm, дисперсия на поляризационния режим под 0,2 ps/√km и пикови характеристики при ниска вода, които позволяват CWDM в спектъра 1260-1625nm. Този клас се справя по същество с всички корпоративни приложения и приложения в центрове за данни.
G.657
Добавя нечувствителност-на огъване за инсталации, където тясното трасе е неизбежно. G.657.A1 толерира радиус на огъване от 10 mm, като същевременно поддържа пълна съвместимост с G.652.DG657.A2, което измества тази граница до 7,5 mm. G.657.B3 достига 5 мм, но с някои компромиси-за съвместимост на снаждането.
За 5G предни внедрявания
Когато влакната преминават през тесни съединителни кутии и плътни кабелни скари, G.657.A2 се превърна в избор по подразбиране. Стандартното влакно G.652.D изпитва измерими увеличения на загубите при радиуси на огъване под 15 mm. Нечувствителното-влакно избягва този проблем, без да изисква специални процедури за боравене.
OS1 и OS2
TIA обозначения, които съответстват приблизително на варианти на G.652. OS2 определя по-строги граници на затихване (макс. 0,4 dB/km) и обикновено се предпочита за нови инсталации.
Проблемът с конектора никой не иска да обсъжда
Виждал съм повече повреди в мрежата, причинени от замърсяване на конектора, отколкото от несъответствие на типа влакно.
Асоциацията за оптични влакна заявява, че мръсните конектори причиняват повечето проблеми с оптичните мрежи. Единична прахова частица от 1 μm върху края на еднорежимния конектор блокира приблизително 1% от светлината, което означава около 0,05 dB вмъкната загуба. Натрупайте няколко замърсени връзки през една връзка и сте изразходвали целия си бюджет за загуби.
Почистването на всяка връзка преди чифтосване не е задължително. Това е задължително.
И въпреки това редовно посещавам сайтове, където техниците пропускат тази стъпка, защото бързат или предполагат, че фабрично{0}}завършените модули пристигат чисти. Те не винаги.
Типът полиране APC срещу UPC създава друг режим на повреда. APC конекторите имат 8-градусова ъглова крайна повърхност, която минимизира обратното отразяване. UPC конекторите имат плосък лак. Те са механично несъвместими. Свързването на зелен APC към син UPC създава въздушна междина, която води до загуба от 10 dB или повече. Достатъчно, за да прекъсне напълно всяка връзка.
Поради тази причина съществува цветно кодиране. Зеленото означава APC. Синьото означава UPC. Никога и при никакви обстоятелства не ги чифтосвайте заедно.
Препоръки за приложение
ToR на центъра за данни и вътрешен-рейк
Многомодов OM4 с LC дуплекс или MTP/MPO конектори. Разстоянията под 10 метра правят трансивъра доминиращ в цената. 100G SR4 работи перфектно.
Взаимосвързвания на гръбнака-на листа на центъра за данни
Оценете разстоянието. Под 100 метра многомодовият режим остава икономически-ефективен. Над 150 метра или планирате миграция на 400G, посочете единичен режим от самото начало.
Връзка на центъра за данни (кампус или метро)
Само единичен режим. Разстоянията варират от стотици метри до десетки километри. Не съществува многорежимна опция.
Гръбнак за изграждане на предприятие
Единичен режим за бягания над 150 метра или където се очакват бъдещи скорости от 100G+. Многомодов приемлив за по-кратки тиражи без планове за надграждане.
5G предна връзка (RU към DU)
Единичен режим, обикновено G.657.A2 за толеранс на огъване. Разстоянията обикновено достигат от 100 метра до 20 километра. Протоколите CPRI и eCPRI, използвани в fronthaul, изискват постоянна свързаност с ниска-закъснение, която ограниченията на разстоянието на многорежимния режим биха компрометирали.
Промишлени и производствени
Всеки тип в зависимост от разстоянието. Електромагнитният имунитет на Fiber го прави идеален за среди с тежко електрическо оборудване, заваръчни операции или задвижвания с променлива честота. Изборът става чисто изчисление на разстоянието и надстройката.
Вземане на вашето решение
Игнорирайте всеки, който ви казва, че има универсален отговор. Правилният избор зависи от вашите специфични разстояния, вашата пътна карта за честотна лента, броя на връзките ви и апетита на вашата организация за проекти за обновяване на инфраструктурата.
За внедрявания с обхвати предимно под 100 метра и без планове за надвишаване на 100Gbps, многомодовият OM4 минимизира общите разходи. Спестяванията на трансивъра се комбинират с голям брой връзки.
За внедрявания със смесени разстояния, включително някои работи в диапазона от 150-500 метра, единичният режим елиминира риска от откриване след инсталирането, че определени връзки не могат да поддържат вашата целева честотна лента.
За внедрявания, които планират евентуална миграция към 400Gbps или повече, единичният режим осигурява най-ясния път за надграждане. Самото влакно няма да има нужда от подмяна, когато технологията на трансивъра напредне.
Произвеждаме и двата вида. Нямаме финансов стимул да избутваме едно над друго. Това, което имаме, е да наблюдаваме как клиентите успяват с подходящ избор и се борят с несъответстваща инфраструктура. Целта е да съпоставите влакното с вашите действителни изисквания, а не да ви продаваме това, което генерира най-голямата поръчка.
Ако не сте сигурни относно вашата конкретна ситуация, изпратете ни своя график за връзка с разстояния и планирани скорости. Ние можем да моделираме сценариите на разходите и да ви покажем точно къде попадат точките на прекъсване за вашия проект.
FOCC Fiber доставя MTP/MPO магистрални модули, оптични кабели, PLC сплитери и FTTA решения за центрове за данни и телекомуникационна инфраструктура. Предлага се инженерна поддръжка за персонализирани конфигурации и големи{1}}обемни проекти.
