Differenze di fibra multi-mode e single-mode

Quando si collega una rete in fibra, qual è la differenza tra fibra monomodale e multimodale? Quando dovrei usare l'uno o l'altro? Ci sono problemi di compatibilità e / o velocità con entrambi?

Differenza principale: la fibra monomodale ha una caratteristica di perdita di potenza inferiore rispetto alla fibra multimodale, il che significa che la luce può attraversare distanze più lunghe rispetto alla fibra multimodale. Non sorprende, l'ottica richiesta per pilotare la fibra monomodale è molto più costosa, soprattutto considerando circostanze variabili.

Quando utilizzarli: sia la fibra monomodale che la moderna fibra multimodale possono gestire velocità 10G. La cosa più importante da considerare è il requisito della distanza. All'interno di un data center, è tipico utilizzare la modalità multimodale che può arrivare a 300-400 metri. Se hai corse molto lunghe o ti connetti su lunghe distanze, la modalità singola può portarti a 10 km, 40 km, 80 km e anche più lontano: devi solo usare l'ottica appropriata per la distanza richiesta e, di nuovo, i prezzi saliranno di conseguenza.

Problemi di compatibilità: non sono compatibili. Non è possibile mescolare fibra multimodale e monomodale tra due endpoint. Anche l'ottica non è compatibile.

C'è molto altro da dire sulla fibra, in generale, ma spero che questo risponda alla tua domanda immediata.

La fibra multimodale (MMF) utilizza un nucleo molto più grande e di solito utilizza una lunghezza d'onda più lunga della luce. Per questo motivo, le ottiche utilizzate in MMF hanno una maggiore capacità di raccogliere la luce dal laser. In termini pratici, ciò significa che l'ottica è più economica.

La fibra monomodale (SMF) ha tolleranze molto più strette per le ottiche utilizzate. Il nucleo è più piccolo e la lunghezza d'onda del laser è più stretta. Ciò significa che SMF ha la capacità di una maggiore larghezza di banda e distanze molto più lunghe nella trasmissione.

Con 10 GB proprio dietro l'angolo per molti dei miei clienti, ho iniziato a raccomandare di utilizzare SMF ovunque per le connessioni. Se installato come parte di un progetto, il costo aggiuntivo di SMF è trascurabile rispetto a MMF. Ciò significa anche che non sarà necessario strappare il tuo impianto in fibra MMF per migliorare la velocità in pochi anni.

[MMF] lunghezza d'onda più lunga (850nm), raggio molto più ampio rispetto a [SMF] lunghezza d'onda corta (1310nm-15 ?? nm), raggio stretto.

La differenza chiave che nessuno ha toccato è "dispersione modale" , che è un termine fantasioso per descrivere come la luce si muove attraverso la fibra. Questa pagina è molto più dettagliata. La prima immagine lo riassume ... MM rimbalza sul bordo della fibra causando una dispersione di luce all'estremità opposta perché i fotoni che scendevano al centro percorrevano meno distanza di quelli che rimbalzavano molto; un impulso 1ns che entra in un'estremità non esce come un impulso 1ns pulito nell'altra estremità. L'effetto è notevolmente ridotto in SMF a causa della fibra di diametro molto più piccolo e dell'iniezione precisa ("lancio") del laser al centro della fibra. La dispersione peggiora all'aumentare della distanza.

Per favore leggi tutto quello che avresti sempre voluto sapere sulla rete ottica - ma avevi paura di chiedere

:)

Ecco alcune cose non ancora coperte.

• L'uso della sola modalità singola ti consente di utilizzare un solo tipo di fibra per tutto (meno ottica, tipi di cavo di riserva)
• Nessuna probabilità di obsolescenza (ad esempio, OM3 sembrava che fosse attuale da ~ 3 anni)
• Offre opzioni a coppia singola per 40 e 100 g
• Offre opzioni a fibra singola a 1 e 10 g
• Sebbene le ottiche siano più costose, sono <2 volte e offrono una portata molto più lunga (ricorda di acquistare ottiche OEM, non ricaricate)

Ovviamente sul lato a lungo raggio ci sono sistemi DWDM che ora inviano 16 TB tramite una singola modalità singola, fibra (in pratica dato che siamo sempre bidirezionali che è una coppia da 16 TB) e quando avrai bisogno di più collegamenti oltre un " campus "sistemi DWDM a distanza (per <40kM di lunghezza della fibra CWDM potrebbero) avere un senso finanziario, con amplificatori ottici e gestione della dispersione ci sono molti sistemi di cavi sottomarini multi-terabit funzionanti a rigenerazione ottica pura per oltre 10.000kM.

La fibra monomodale ha un nucleo più piccolo (9 micron), con conseguente minore diffrazione della luce sulla distanza rispetto alla fibra multimodale (50, 62,5) micron.

La fragilità e l'aumento dei costi per la produzione di fibra monomodale ne rendono l'utilizzo più costoso, motivo per cui il multimodale viene in genere utilizzato quando non è necessaria la distanza del monomodale.

Il multimodale ha generalmente una portata fino a ~ 550 metri, dove come modalità singola ha il potenziale per raggiungere 10.000 metri (40.000 metri con ER)

La differenza chiave tra SMF e MMF? distanza e costi

La fibra monomodale ha un maggiore potenziale di distanza e può supportare corse tra 2 metri e 10.000 metri. Tuttavia, l'ottica è il doppio del costo dell'ottica MMF.

Una cosa da considerare con la fibra multimodale è il grado di fibra esistente. Ho parlato con molti clienti che hanno posato la fibra OM1 a metà degli anni '90, e ora vogliono che 10 GbE passino sulla stessa fibra e sono molto frustrato nell'apprendere che questa fibra supporterà solo 10 GbE fino a 26 m.

Gigabit SX-LC Mini-GBIC offre una soluzione Gigabit full duplex fino a 550 metri su fibra multimodale.

• 2-220 m (62,5 µm di diametro del nucleo / 160 MHz * km di larghezza di banda)
• 2-275 m (diametro del nucleo 62,5 µm / larghezza di banda 200 MHz * km)
• 2-500 m (diametro del nucleo 50 µm / larghezza di banda 400 MHz * km)
• 2-550 m (diametro del nucleo 50 µm / larghezza di banda 500 MHz * km)

Gigabit LX-LC Mini-GBIC offre una soluzione Gigabit full duplex fino a 10 km su fibra monomodale o fino a 550 metri su fibra multimodale.

• 2-550 m (diametro core 62,5 µm multimodale / larghezza di banda 500 MHz * km)
• 2-550 m (diametro del nucleo multimodale 50 µm / larghezza di banda 400 MHz * km)
• 2-550 m (diametro del nucleo multimodale 50 µm / larghezza di banda 500 MHz * km)
• 2-10.000 m (fibra monomodale)

10-GbE SFP + Short Range supporta lo standard SR da 10 Gb, fornendo connettività da 10 Gb fino a 300 metri su fibra multimodale.

• 2-26 metri (diametro del nucleo 62,5 µm / larghezza di banda 160 MHz * km)
• 2-33 metri (diametro del nucleo 62,5 µm / larghezza di banda 200 MHz * km)
• 2-66 metri (diametro del nucleo 50 µm / larghezza di banda 400 MHz * km)
• 2-82 metri (diametro del nucleo 50 µm / larghezza di banda 500 MHz * km)
• 2-300 metri (diametro del nucleo 50 µm / larghezza di banda 2000 MHz * km)

SFP + Long Range da 10 GbE supporta lo standard LR da 10 Gb, fornendo connettività da 10 Gb fino a 10 km su fibra monomodale.

La fibra monomodale spesso costa meno della fibra multimodale. Quando ho creato una rete in fibra da 1 Gb su cui volevo essere in grado di andare a 10 Gb o più velocemente, ho scoperto che i risparmi sul costo della fibra (circa la metà prezzo) per i single mode .vs. OM3 o OM4 multimodale hanno più che coperto l'aumento (del 35% circa con un'adeguata spesa commerciale) dei costi per SFP (nuovi di zecca) in quel momento - e non hanno limitato le lunghezze dei miei collegamenti come OM3 o OM4. Né è limitato a 10 GB. Ho anche guadagnato un enorme budget di perdita, poiché un set LX monomodale è progettato per andare a 10 km (ma funziona anche bene a 5 m.)

La saggezza convenzionale non ha raggiunto quella particolare realtà. Se sei disposto a guardare gli SFP usati ex-fiberchannel (lo ero, ma non li ho usati nella fase di giustificazione economica), il prezzo di 1Gb monomodale scende attraverso il pavimento.

La mia preferenza è quella di utilizzare SOLO modalità singola (e, all'interno di edifici, 5e rame) in questo momento. Presto farò una fibra monomodale da 25m, perché è una connessione tra edifici, e ho eliminato il rame tra le connessioni degli edifici e ho avuto molti meno problemi con i temporali come risultato diretto di quello. Sotto diversi vincoli, probabilmente prenderei in considerazione l'uso dell'OM3 / 4 multimodale per brevi percorsi facilmente sostituibili all'interno di edifici o all'interno di una sala server; sotto gli attuali vincoli in cui devo operare (budget ridotto) 10Gbe è ancora un po 'di tempo in futuro - ma posso andare lì sul cablaggio che ho, quando posso permettermelo. A mio avviso, qualsiasi fibra multimodale dovrebbe essere considerata come un acquisto a breve termine con la progressione delle velocità dei dati. Basta chiedere a chiunque abbia un impianto multimodale 62.5 (100Mbit, 2Km, IIRC) in atto - la modalità singola che avrebbe potuto essere installata contemporaneamente funziona ancora alle velocità dati attuali. OM1 è obsoleto. OM2 è obsoleto. OM3 è dannatamente quasi obsoleto.

Se disponi di budget e hai bisogno di connessioni corte da 10 Gb, la fibra sembra preferibile al rame da 10 Gb e, infine, i controlli economici supportano ancora la modalità multimodale. Tieni d'occhio questi aspetti economici, poiché la storia suggerisce che il premio di prezzo per la modalità singola scenderà.

La fibra multimodale ha un nucleo più grande, questo semplifica le tolleranze per la terminazione e rende l'hardware del transciever più economico ma consente molteplici modalità di propagazione con conseguente perdita di tempo del segnale ricevuto. Ci sono trucchi per ridurre questo tempo che porta alla proliferazione di diversi gradi di fibra multimodale.

Quindi la saggezza tradizionale era che avresti usato multimodale all'interno di un buliding o campus e monomodale per collegamenti a più lunga distanza tra più siti.

Tuttavia quella saggezza tradizionale è diventata sempre più discutibile. I nuovi standard multimodali sono diventati sempre più esigenti riguardo al tipo e alle lunghezze dei cavi, il che rende molto difficile la prova futura di un impianto di cavi multimodale. Questo può accadere anche se la velocità rimane la stessa, ad esempio i primi 10 gigabit erano spesso LX4 che è relativamente tollerante mentre i moderni multimodali a 10 gigabit sono di solito i SR molto meno tolleranti.

Nel frattempo, i percorsi in fibra monomodale esistenti, almeno a distanza nei campus, sono rimasti compatibili con i nuovi standard stabiliti.

Quindi il mio consiglio sarebbe, se si tratta di un'installazione a breve termine che verrà strappata per motivi non correlati prima che sia necessario un aggiornamento della velocità, prendere in considerazione sia la modalità monomodale che quella multimodale e scegliere l'opzione più economica. Se è un'installazione a lungo termine che richiederà aggiornamenti di velocità nel tempo, scegli la modalità singola.

È possibile fare riferimento alle specifiche dei cavi per ciascun modulo. Questo è dalle specifiche Cisco SFP + 10G e il suo cablaggio di supporto. http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/modules/ps5455/data_sheet_c78-455693.html

Ho usato con successo il cavo MMF su un SFP LX / LH 1000Base, è necessario un cavo patch per il condizionamento della modalità. Questa è stata una brutta correzione temporanea, una volta ottenuto l'SFP corretto tutto è tornato alla normalità.

Cavo patch condizionamento modalità

Dal punto di vista fisico, la dispersione è uno dei motivi principali della velocità inferiore per le fibre multimodali.

A distanze più lunghe la dispersione rende gli impulsi ottici più ampi, più sfocati, rumorosi, non chiari, distinguibili. E la dispersione è maggiore per le fibre multimodali rispetto alle fibre monomodali. Esistono diversi tipi di dispersione . Le fibre monomodali hanno anche dispersione ma molto più basse.

La fibra multimodale è una fibra con un nucleo "grande" (50-60µ), ciò significa che la luce può seguire molteplici modi (cioè modalità) per passare attraverso la fibra. La mia analogia è che sei in una cattedrale e parli con una persona di fronte alla cattedrale. Ci saranno molti echi e sarà davvero difficile ascoltarlo.

Le fibre monomodali hanno un nucleo molto più piccolo (9µ). Quindi la luce può seguire solo 1 traccia (cioè modalità). Ora immagina di parlare con la stessa persona ma invece di una cattedrale, parli attraverso una piccola pipa, suono siamo chiari e nitidi (non è ovvio ma provalo!).

Ora prova a mettere la pipa alla fine della cattedrale: non sentirai quasi nulla: mescolare multimodale e modalità singola non è una buona idea, anche se può funzionare su condizioni specifiche (distanze molto piccole).

A causa del nucleo più piccolo, la fibra monomodale e i ricetrasmettitori sono un po 'complessi da realizzare. Ma il prezzo SM tende ad avvicinarsi al prezzo MM.

Per quanto riguarda le prestazioni, questo più complesso delle risposte precedenti ha dichiarato:

• Da un lato, con la modalità singola, il segnale nitido e chiaro rende la comunicazione un po 'più semplice da eseguire. Questo è il motivo per cui la maggior parte delle persone afferma che SM offre prestazioni migliori per una lunghezza di fibra specifica.
• D'altra parte, ora ci sono prodotti che consentono di isolare singolarmente ogni modalità di fibra multimodale (si chiama Conversione della luce multipiano). È come se dividessi la cattedrale in una dozzina di piccoli tubi.

Al giorno d'oggi, i record di spettacoli datarate vengono eseguiti su fibra multimodale ...

La fibra monomodale, SMF, viene in genere utilizzata per percorsi di cavi misurati in miglia o chilometri. Le ottiche a base laser sono relativamente costose. L'SMF viene in genere utilizzato da vettori e su campus molto grandi, impianti industriali.

La fibra multimodale, MMF, viene utilizzata per i percorsi dei cavi misurati in centinaia di piedi o metri. Le ottiche a LED sono relativamente convenienti. L'MMF viene in genere utilizzato in edifici a più piani e in campus più piccoli come le scuole superiori.