Kuinka valita valokuitukaapelityypit sisätiloihin: OM3 vs OM4 vs OS2?
Valokuitukaapelin valinta sisätiloissa riippuu ensisijaisesti lähetysetäisyysvaatimuksista, tiedonsiirtonopeusmäärityksistä ja valonlähteen tyypistä, jota käytetään lähetin-vastaanottimissa -, joissa on monimuotokuitu (OM3, OM4, OM5), jotka on suunniteltu lyhyen -ulottuvuuden sovelluksiin, joissa käytetään 850 nm:n VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) -lähettimiä ja OS2de-lähettimiä (OS2de) pitkän matkan-linkit 1 310 nm:n tai 1 550 nm:n DFB-lasereilla (Distributed Feedback) tai Fabry{11}}Perot-lähteillä. "OM" tarkoittaa optista monimuotoa ja noudattaa ISO/IEC 11801- ja TIA{15}}568-standardeissa vahvistettua nimikkeistöä, kun taas "OS" tarkoittaa optista yksitilaa. nämä luokitukset määrittelevät sydämen halkaisijan, modaalisen kaistanleveyden ja kromaattisen dispersion ominaisuudet, jotka määrittävät suurimman lähetysetäisyyden eri datanopeuksilla.
Monimuotokuitujen perusteet - OM3 ja OM4
OM3-kuidun ytimen halkaisija on 50-mikronia (verrattuna vanhempien OM1/OM2-kuitujen 62,5-mikroniin) ja 125{16}}mikronin kuori, ja siinä on laseroptimoitu asteittainen indeksiprofiili, joka tarjoaa tehokkaan modaalisen kaistanleveyden 2000 MHz.0km aallonpituudella 85. Tämä kaistanleveysspesifikaatio tarkoittaa, että 10 gigabitin Ethernet-signaali voi levitä 300 metriä ennen kuin differentiaalisen tilan viiveen aiheuttama symbolien välinen häiriö heikentää signaalia alle hyväksyttävien bittivirhesuhteen kynnysarvojen (tyypillisesti 10^-12 Ethernet-sovelluksissa). Nyt tästä tulee mielenkiintoista - OM4-kuitu käyttää samaa 50/125 mikronin geometriaa kuin OM3, mutta saavuttaa 4700 MHz·km tehokkaan modaalisen kaistanleveyden taitekerroinprofiilin tiukemmilla valmistustoleransseilla, mikä tarkoittaa 550 metrin kattavuutta 10GbE:lle ja ulottuu 40/10 etäisyyttä Gigabitin Ethernet-metristä 3:sta 0/10 metriin. 150 metriä (OM4) rinnakkaisoptisilla lähetin-vastaanottimilla, joissa on 8 tai 20 kuitukanavaa.
OM3- ja OM4-kaapelien välinen kustannusero on kaventunut huomattavasti noin vuodesta 2015 lähtien, jolloin OM4-kuitujen tuotantomäärät kasvoivat -. Tällä hetkellä katsot ehkä 15-20 %:n hintapreemio OM4:lle verrattuna OM3:een kaapeleiden irtotavaraostoissa (1000+ metrin materiaalikelat), vaikkakin erilaiset esikokoonpanot{10}}ostavat joskus pienempiä päätekustannuksia. tehtaalla{15}}päätetyt ratkaisut. Jotkut ostoosastot määrittävät edelleen OM3:n kustannussäästöjen vuoksi lyhyillä matkoilla (50-100 metriä), joissa OM4:n ylimääräinen kaistanleveys ei tuota käytännön hyötyä, mutta tämä penniäinen puristus voi aiheuttaa ongelmia myöhemmissä päivityksissä, kun haluat työntää 40 GbE tai 100 GbE olemassa olevan infrastruktuurin yli ja löytää ne OM3-linkit, joita et tarvitse tukemaan etäisyyttä.
Nähti tämän näytelmän yliopiston palvelinkeskuksessa vuonna 2019 -, he asensivat OM3:n koko rakennukseen vuonna 2013 yhdistäessään 10 GbE-kytkimet, kulkivat enimmäkseen 80-120 metrin vaakasuorat linkit laitehuoneiden välillä. Kaikki toimi hyvin, kunnes he yrittivät päivittää 40 GbE:hen käyttämällä QSFP+ SR4 -lähetin-vastaanottimia, jotka on mitoitettu vain 100 metriin OM3:ssa. Noin 30 % heidän linkeistään ylitti tämän etäisyyden ja vaati joko uusia kuituajoja (kallista, häiritsevää) tai yksimuotoisten LR4-lähetin-vastaanottimien käyttöönottoa (4x SR4-monimuotooptiikan hinta). OM4:n asentaminen olisi aluksi maksanut ehkä 3 000 dollaria enemmän, ja lopulta 45 000 dollaria kiertotapaan.
Single{0}}mode OS2 kuidun ominaisuudet
OS2-kuidun ydin on paljon pienempi - 8.2 9,5 mikroniin riippuen valmistajasta ja erityisestä rakenteesta (G.652 versus G.657 bend-optimoidut variantit) -, joka tukee vain yhtä etenemismuotoa aallonpituuksilla, jotka ovat yli noin 1260 nm, mikä eliminoi modaalisen siirtoetäisyyden kokonaan ja sallii ensisijaisesti kuitujen leviämisen. 0,35-0,40 dB/km aallonpituudella 1310 nm ja 0,19-0,25 dB/km aallonpituudella 1550 nm standardin G.652.D-kuidun kohdalla) ja kromaattinen dispersio (noin 17 ps/nm·km, dispersioton 15{50 ft{3}}{50 ft{3}). OS1-merkintä viittaa teknisesti kuituun, jonka vaimennus on Alle tai yhtä suuri kuin 1,0 dB/km, kun taas OS2 määrittelee enintään 0,4 dB/km, mutta käytännössä kukaan ei enää valmista OS1:tä - kaikki nykyaikainen yksimuotokuitu täyttää OS2-spesifikaatiot ja OS1-luokka on olemassa lähinnä taaksepäin suunnatuissa standardeissa.
Sisä-/ulkokäyttöinen OS2-kaapeli käyttää tyypillisesti tiukkaa-puskuroitua rakennetta ja 900-mikronin toissijaista pinnoitetta 250-mikronin ensisijaisen pinnoitteen päällä, joka levitetään kuidun vedon aikana. Se tarjoaa mekaanisen suojan ja mahdollistaa suoran päättämisen ilman furkaatiosarjoja. tämä eroaa tehtaiden ulkopuolisista kaapeleista, joissa käytetään löysä-putkirakennetta, jossa useita kuituja (tyypillisesti 6-12) istuu geelitäytetyissä putkissa, jotka suojaavat kosteudelta ja mahdollistavat lämpölaajenemisen/supistumisen rasittamatta lasia. Voit vetää irrallisen-ulkoputkikaapelin sisätiloihin, jos todella haluat, mutta se ei läpäise liitäntäluokitusta (CMP NEC artiklan 770 mukaan), koska geeliyhdisteet ja PE-putkimateriaalit synnyttävät palaessaan liikaa savua ja myrkyllisiä kaasuja - sisätiloissa tiiviissä-puskurikaapeleissa käytetään vähäsavuisia tai zero-SZum-hal-pohjaisia materiaaleja. fluoripolymeerit, kuten FEP tai PVDF.
Etäisyyden ja tiedonsiirtonopeuden kompromissit
10 gigabitin Ethernetissä OM3 tukee 300 metriä, OM4 laajentaa sen 550 metriin, kun taas OS2 single{6}}mode saavuttaa 10 kilometriä 10GBASE-LR-optiikalla tai 40 kilometriä 10GBASE-ER-lähetinvastaanottimilla (ja teoreettisesti lähetyspisteellä tai enemmän{{ampl3}) törmäät kromaattisiin dispersiorajoihin, jotka edellyttävät dispersion kompensointia). 40 GbE:llä monimuotoetäisyydet pienenevät dramaattisesti - OM3 hallitsee vain 100 metriä ja OM4 saa 150 metriä SR4-rinnakkaisoptiikalla, kun taas 40GBASE-LR4 single-tilassa kattaa 10 kilometriä. Tämä etäisyys romahdus johtuu siitä, että 40 GbE ja 100 GbE monimuotostandardit käyttävät rinnakkaista lähetystä (4 tai 10 kuitua suuntaa kohti) 10 Gbps tai 25 Gbps kaistaa kohden yksittäisen 40 Gbps tai 100 Gbps sarjavirran sijasta, ja kaistanopeudet lähestyvät modaalisen kaistanleveyden rajaa.
Muista, että saatavilla on myös 40 GBASE-SR4 BiDi, joka käyttää aallonpituusjakoista multipleksointia kahden 20 Gbps:n virran lähettämiseen kuitua kohden (yhteensä 40 Gbps yhdellä duplex LC-yhteydellä sen sijaan, että se vaatisi 8 kuitua MPO-liittimillä), mutta se on arvioitu vain 100 metrin kustannuksiksi 4:ssä, koska se käyttää enemmän OM-tuotantoa. kuin tavallinen SR4, mutta ei tarjoa etäisyysetua - BiDi-lähestymistapa on järkevämpi CWDM- tai DWDM-sovelluksissa yksimuotokuidussa{10}}, jossa yrität maksimoida kuituparien käytön.
Milloin käyttää mitä
Yleissääntö: monitila alle 300 metrin etäisyydelle rakennuksen -sisäisistä linkeistä (palvelinkeskus, kampuksen runkoverkko saman kiinteistön rakennusten välillä, suuri toimistokerrosjako), yksi-tila yli 300 metrin pituisille kampusverkkojen välisille-kiinteistöille tai mihin tahansa yhteyteen, joka saattaa lopulta kattaa useita kilometrejä. Multimode-luokassa OM4:stä on tullut tosiasiallinen standardi uusille asennuksille noin vuodesta 2016{10}}2017 lähtien kustannuslisästä huolimatta, koska 25 GbE:n ja 100 GbE:n päivityspolku hyötyy ylimääräisestä kaistanleveydestä ja hieman pidemmästä kattavuudesta -, vaikka asennat 10 GbE:n ylimääräistä mittaria vastaan tänään. kaapeli uudelleen viiden vuoden kuluttua.
Nyt on myös OM5-kuitu, joka laajentaa laser-optimoidun kaistanleveysmäärityksen sisältämään 953 nm:n aallonpituuden lyhyen-aallonpituusjakoisen multipleksoinnin (SWDM) sovelluksissa - sallii 40 GbE:n ja 100 GbE:n kaksisuuntaisen LC-yhteyden kautta (8 aallonleveyden sijaan 8,00:n sijaan, 910, 953 nm) 10 Gbps tai 25 Gbps aallonpituudella. Kuulostaa hyvältä teoriassa, toimii hyvin käytännössä, mutta lähetin-vastaanottimen saatavuus ja hinta ovat edelleen ongelmia; Vuodesta 2024 lähtien suurimmat kytkimien toimittajat ovat edelleen oletuksena SR4-optiikkaa 40/100 GbE-monimoodissa SWDM:n sijaan, joten OM5:n edut eivät ole käytännössä toteutettavissa, ellet erityisesti suunnittele sitä. OM4:n kustannuspalkkio on tällä hetkellä noin 25–30 %, mikä tekee siitä vaikean myynnin, kun OM4 kattaa jo useimmat datakeskusten etäisyysvaatimukset.
Yhden tilan-voittoja pitkän aikavälin-taloudessa
Tässä on jotain, jota ei korosteta tarpeeksi toimittajan kirjallisuudessa - yksimuotokuitu maksaa etukäteen enemmän (kaapeli on hieman kalliimpi, liittimet vaativat enemmän tarkkuutta, joten päättäminen on korkeampi, lähetin-vastaanottimet maksavat 2-4 kertaa vastaavan monimuotooptiikan hinta), mutta infrastruktuuri kestää käytännössä ikuisesti. Asenna OS2 kuitu tänään, niin se tukee 10 GbE, 25 GbE, 40 GbE, 100 GbE, 400 GbE, luultavasti 800 GbE ja 1,6 TbE, kun nämä standardit lopulta saapuvat - vaihdat vain lähetin-vastaanottimet päivittääksesi, itse kuidusta ei tule obsolettia. Multimodella on lyhyempi teknologian elinkaari, koska jokainen nopeamman Ethernetin sukupolvi ajaa lähemmäs modaalisen kaistanleveyden rajoja; 1990-luvulla asennetusta OM1/OM2-kuidusta tuli riittämätön 10 GbE:lle 2000-luvun puoliväliin mennessä, 2000-luvun OM3 kamppailee nykyään 40/100 GbE:n kanssa, ja OM4/OM5 tulee todennäköisesti osumaan rajoituksiin noin 400 GbE tai 800 GbE.
Kokonaisomistuskustannuslaskelma 20 vuoden ajalta suosii vahvasti yksittäistä-tilaa kaikille linkeille, jotka pysyvät käytössä pitkällä-jopa lyhyillä linkeillä - korkeammat alkuperäiset kustannukset kuolevat kahdessa vuosikymmenessä, kun taas monimuotoinen voi vaatia vaihtamista tai täydentämistä lisäkuitulangoilla kaistanleveyden päivitysten tukemiseksi. Ongelmana on saada johto hyväksymään korkeammat ennakkokustannukset hypoteettisten tulevien hyötyjen perusteella; Talousjohtaja näkee 45 000 dollarin (monimuoto) ja 68 000 dollarin (yksi{7}}mode) hintatarjoukset rakennuksen kaapeloinnista ja valitsee pienemmän luvun, mutta ei ajattele 30 000 dollarin uudelleen-kaapelointiprojektia seitsemän vuoden kuluttua, kun monimuoto osoittautuu riittämättömäksi.
Työskenteli sairaalaverkossa, jossa he asensivat OM2-kuidun (62,5/125{13}}mikronia) koko laitokseen vuonna 2004, mikä oli hyvä 1 GbE-infrastruktuurille, joka heillä oli tuolloin. Vuoteen 2014 mennessä he tarvitsivat 10 GbE:tä lääketieteellisiin kuvantamisjärjestelmiin (CT-skannerit, MRI, digitaalinen röntgenkuvaus tuottavat valtavia tiedostoja), mutta OM2 tukee vain 10 GbE:tä 33 metriin ja suurin osa heidän ajoistaan oli 80-150 metrin päässä laitekaappien välillä. Päätyi rinnakkaisen yksimuotoisen{20}}infrastruktuurin asennukseen jättäen vanhan monimoodin paikoilleen (koska sen poistaminen olisi vaatinut seinien ja kattojen avaamista koko toimintatilassa), joten nyt on olemassa kaksi täydellistä kuitulaitosta – toinen, joka tottuu 1 GbE-yhteyksiin vähemmän kriittisiin järjestelmiin, toinen 10 GbE:n lääketieteellisiin verkkoihin. Kokonaiskustannukset, mukaan lukien sairaalatoiminnan häiriöt, ovat luultavasti ylittäneet 200 000 dollaria verrattuna ehkä 80 000 dollariin, jos he olisivat asentaneet yksimuotoisen alun.
Liitintyypit ja napaisuusnäkökohdat
OM3/OM4/OM5-multimode käyttää tyypillisesti LC-duplex-liittimiä 1/10GbE-sovelluksiin (kaksi kuitua, yksi lähetys ja yksi vastaanotto) tai MPO/MTP-liittimiä 40/100GbE-rinnakkaisoptiikalle (8, 12 tai 24 kuitua yhdessä suorakaiteen muotoisessa liittimessä). MPO-tilanne monimutkaistaa, koska on olemassa kolme polariteettimenetelmää (Method A, Method B, Method C per TIA-568), jotka vaikuttavat siihen, miten lähetyskuidut toisessa päässä yhdistyvät vastaanottaviin kuituihin toisessa päässä, ja polariteettityyppien sekoittaminen aiheuttaa ei-toiminnallisia linkkejä, joilla näyttää olevan hyvä optinen teho, mutta jotka eivät läpäise liikennettä; Olen käyttänyt aivan liian paljon aikaa vianetsintään "kuollut" 40 GbE-linkit, jotka osoittautuivat menetelmän A runkokaapeleiksi, jotka on kytketty menetelmän B irrotuskokoonpanoihin.
OS2 single-mode käyttää lähes aina LC- tai SC-duplex-liittimiä kiinteistösovelluksissa. SC on yleisempi vanhemmissa asennuksissa (1990-luvun-2000-luvun alussa) ja LC:stä tuli hallitsevaksi vuoden 2005 jälkeen pienemmän koon ansiosta, mikä mahdollistaa suuremman porttitiheyden kytkentäpaneeleissa ja kytkimien etulevyissä. Jotkut ultra-suuritiheyksiset-sovellukset käyttävät MDC- (Multi-fiber Distribution Cable)- tai MXC-liittimiä, jotka pakkaavat 2–4 kuituparia samankokoisiin liitinrunkoon kuin perinteiset LC-dupleksit, mutta ne eivät ole saavuttaneet laajaa käyttöä hyperskaalattujen palvelinkeskusten ulkopuolella, joissa jokaisella telineen millimetrillä on väliä.
Kaapelirakenteen muunnelmia
Sisäkuitukaapeleita on saatavana useissa eri rakenteissa - tiiviitä-puskuroituja jakelukaapeleita (useita yksittäin puskuroituja kuituja yhdessä vaipassa), kaapeleita (useita simplex-tiukkoja{2}}puskuroituja kuituja, joista jokaisella on oma sub-vaippa ulkovaipan sisällä) ja vetoketjullinen -}puskuroitu 6 kuitu poikki-leikkaus). Jakokaapeli on edullisin suurille kuitujen määrälle (12-144 kuitua), joka kulkee kytkentäpaneelien välissä, jossa päät liittimiin tai liität valmiiksi päätettyihin kokoonpanoihin; irrotuskaapeli maksaa enemmän, mutta tarjoaa yksilöllisen vedonpoiston jokaiselle kuidulle, mikä on hyödyllistä suorissa laiteliitännöissä ilman välilevyjä; vetoketju on tarkoitettu pääasiassa lyhyille nauhoille ja pusereille.
Liitäntä ja nousujohtimet ovat tärkeitä NEC-yhteensopivuuden kannalta. - Liitäntä (CMP tai OFNP) -kaapeli voi kulkea ilmankäsittelytiloissa -laskettavien kattojen yläpuolella tai kohotettujen lattioiden alla ilman putkia. Siinä käytetään materiaaleja, jotka eivät levitä liekkejä ja tuottavat vähän savua/myrkyllisiä kaasuja tulipalon aikana. nousukaapeli (CMR tai OFNR) on halvempi, mutta rajoittuu pystysuoraan akseliin, ja sen on oltava putkessa, jos se asennetaan liitäntätilaan. Suorituskykyero liitäntälaatikon ja nousukuidun välillä on nolla - samat optiset ominaisuudet, samat siirtoominaisuudet - kyse on puhtaasti paloturvallisuudesta ja rakennusmääräysten noudattamisesta. Hintaero on tyypillisesti 20-40 %, mikä houkuttelee käyttämään nousujohteista kaapelia kaikkialla ja jättää huomioimatta liitäntävaatimukset, mutta tämä on sääntörikkomus, joka ilmoitetaan rakennustarkastuksissa ja saattaa mitätöidä vakuutussuojan tulipalon sattuessa.
Oliko urakoitsija yrittänyt vetää OM4-luokituksen toimistorakennusprojektin kattotiloihin vuonna 2021, koska GC puristi marginaaleja ja sähköalan alihankkija halusi säästää 4000 dollaria kaapelikustannuksissa. Rakennustarkastaja havaitsi sen karkeassa-tarkastuksessa, pakotti heidät poistamaan kaiken ja vetämään uudelleen-kunnollisella liitäntäkaapelilla. Lopulta se maksoi 15 000 dollaria korjaustyötä sekä aikatauluviiveitä, jotka aiheuttivat sopimussakkoja. Neljän tuhannen säästö maksoi heille neljäkymmentä tuhatta, eikä GC palkannut sitä uudelleen.
Taivutussäde ja asennustavat
Kuituoptista kaapelia ei voida taivuttaa yhtä tiukasti kuin kupari - vähimmäistaivutussäde asennuksen aikana on tyypillisesti 10x kaapelin halkaisija vakiokuidulle, 7,5x taivutukselle-herkälle kuidulle (G.657.A2/B3 yksi-moodille, OM4+} taivutus{100}{101}optimoitu{{9}taivutukseen. asennus; staattiset mutkat pysyvässä asennuksessa voivat olla hieman tiukempia (5x halkaisija taivutus{11}}optimoiduissa tyypeissä). Ylittämällä nämä rajat saat aikaan mikrotaivutushäviöitä, jotka vaimentavat signaalia, mikä saattaa aiheuttaa marginaalilinkkejä, jotka toimivat ajoittain tai epäonnistuvat, kun lämpötilan muutokset rasittavat kuitua eri tavalla.
Vetojännityksillä on myös merkitystä. Suurin - 225 puntaa useimpien sisäkaapeleiden kohdalla asennuksen aikana, mikä kuulostaa paljon, mutta se pääsee nopeasti käsiksi pitkillä vedoilla putkijohdon läpi, jossa on useita mutkia. Jännitysvalvontalaitteita on olemassa, mutta ne lisäävät asennuskustannuksia, joten monet urakoitsijat vain vetävät, kunnes se tuntuu vaikealta, ja toivovat, etteivät he ylittäisi arvoja. Tämä aiheuttaa piileviä vaurioita, jotka eivät välttämättä näy heti, mutta heikentävät kuidun käyttöikää ja luotettavuutta.
Kuituasennuksen ongelmana on, että ei ole helppoa kenttätestiä, joka varmistaa, että et vahingoittanut mitään vedon aikana - OTDR voi mitata vaimennus- ja palautushäviön, mutta mikrotaivutusvauriot jäävät usein hyväksyttäviin rajoihin aluksi, ja niistä tulee ongelmallisia vasta, kun lämpösykli tai mekaaninen rasitus levittää mikrohalkeamia kuukausien tai vuosien aikana. Joten saat asennuksia, jotka testaavat hyvin käyttöönoton yhteydessä, läpäisevät hyväksymistestin ja kehittävät sitten ongelmia 18 kuukautta myöhemmin, kun kuidut alkavat epäonnistua näennäisesti satunnaisesti.
Parempaan lähestymistapaan kuuluu asianmukainen asennuksen valvonta (itseasiassa asentajien tarkkaileminen ja heidän pysäyttäminen, kun havaitaan käytäntöjä, kuten jyrkkiä mutkia tai liiallista vetovoimaa), pakollinen koulutus kuidun käsittelystä sekä riittävien huoltosilmukoiden ja vedonpoiston rakentaminen päätepisteisiin, jotta kuitu ei ole jatkuvan jännityksen alaisena. Asennustyö maksaa ehkä 5-10 % enemmän, mutta estää suurimman osan pitkäaikaisista luotettavuusongelmista.
Yksi-tila versus monitila sisäsovelluksissa johtuu viime kädessä etäisyysvaatimuksista, päivityssuunnitelmista ja budjettirajoituksista - lyhyillä alle 100 metrin juoksuilla, joissa 10 GbE riittää ja 40/100 GbE ei tarvita. OM3 toimii hyvin ja säästää rahaa; 100-300 metrin juoksuille mahdollisella tulevalla päivityksellä 40 GbE+:ksi OM4 tarjoaa tarvittavan liikkumavaran; Kaikille yli 300 metrin etäisyyksille tai mihin tahansa linkkiin, joka pysyy käytössä yli 10 vuotta, yksi-mode OS2 tarjoaa paremman pitkän aikavälin arvon korkeammista alkukustannuksista huolimatta. Älä vain alenna asennuslaatua riippumatta siitä, minkä kuitutyypin valitset, koska huonot asennustavat tuhoavat parhaimmankin kuidun potentiaalin.