Różnice w światłowodzie w jednym trybie i w jednym trybie

55

Kiedy okablujesz sieć za pomocą światłowodu, jaka jest różnica między światłowodem jednomodowym a wielomodowym? Kiedy powinienem używać jednego lub drugiego? Czy są jakieś problemy z kompatybilnością i / lub szybkością?

mdpc
źródło
4
Musiałem głosować za tym pytaniem, ponieważ nie pokazuje wysiłku badawczego. Istnieją dosłownie TONY pierwszej jakości materiałów referencyjnych na ten temat. Oto tylko jeden: vdvworks.com/LennieLw/fiber.html
smithian
18
Można argumentować, że nadal jest to interesujące pytanie (i odpowiedź) na tej stronie. Oczywiście, wszystkie odpowiedzi są w Internecie, ale chodzi o to, aby były dobrze zorganizowane na tej stronie.
Astaar
3
Jest na ten temat doskonała prezentacja NANOG ( nanog.org/meetings/nanog57/presentations/Mayay/... ).
2013

Odpowiedzi:

44

Główna różnica: Światłowód jednomodowy ma niższą charakterystykę strat mocy niż światłowód wielomodowy, co oznacza, że ​​światło może przez niego pokonywać większe odległości niż światłowód wielomodowy. Nic dziwnego, że optyka wymagana do napędzania światłowodu jednomodowego jest o wiele droższa, zwłaszcza biorąc pod uwagę różne okoliczności.

Kiedy stosować: Zarówno jednomodowy, jak i nowoczesny światłowód wielomodowy mogą obsługiwać prędkości 10G. Najważniejszą rzeczą do rozważenia jest wymaganie dotyczące odległości. W centrum danych zwykle stosuje się tryb wielomodowy, który może zapewnić 300-400 metrów. Jeśli masz bardzo długie trasy lub łączysz się na dłuższym dystansie, tryb pojedynczy może zapewnić ci 10 km, 40 km, 80 km, a nawet dalej - wystarczy użyć odpowiedniej optyki dla wymaganej odległości, a ponownie ceny odpowiednio wzrosną.

Problemy ze zgodnością: nie są kompatybilne. Nie można mieszać światłowodu wielomodowego i jednomodowego między dwoma punktami końcowymi. Optyka też nie jest kompatybilna.

Ogólnie rzecz biorąc na temat błonnika można powiedzieć o wiele więcej, ale mam nadzieję, że to odpowiada na twoje bezpośrednie pytanie.

Netdad
źródło
1
Tak, możesz to zrobić i jest to typowe. Liczy się tylko to, że optyka na każdym końcu kabla jest tego samego typu.
netdad
8
Re: kompatybilność ... to nie powinno działać, a na papierze nigdy nie powinno, ale widziałem - na własne oczy - łącze interfejsu LX (SM) do interfejsu SX (MM) za pomocą kabla 62,5 MM ! Wiem ... optyka 1310 nm połączona z optyką 850 nm. WTF.
Ricky Beam
5
Tak, chciałem trzymać się z daleka od dyskusji, ale masz rację, że to może zadziałać. Wynika to z faktu, że odbiorniki mają zwykle szerokie spektrum, co oznacza, że ​​mogą wykrywać światło o znacznie szerszym spektrum niż generuje optyka wysyłająca. Jednak - nigdy nie polecałbym wypróbowania go, chyba że naprawdę wiesz dokładnie, co robisz :)
netdad
5
Uruchamianie optyki LR / LX na światłowodzie MM będzie działać równie dobrze, jak optyka SR na włóknie MM. Ale uruchamianie SR / SX na światłowodzie SM w ogóle nie będzie działać, ponieważ światło tak naprawdę nawet nie wchodzi do światłowodu w odpowiedniej ilości.
ytti
2
Tak naprawdę nie chodzi tu o tłumienie, ale o rozproszenie. Wielomodowy przepuszcza dużo światła, ale z czasem go rozmazywa.
Peter Green
31

Światłowód wielomodowy (MMF) wykorzystuje znacznie większy rdzeń i zwykle wykorzystuje dłuższą długość fali światła. Z tego powodu optyka stosowana w MMF ma większą zdolność do zbierania światła z lasera. W praktyce oznacza to, że optyka jest tańsza.

Światłowód jednomodowy (SMF) ma znacznie ściślejsze tolerancje dla zastosowanej optyki. Rdzeń jest mniejszy, a długość fali lasera jest węższa. Oznacza to, że SMF ma większą przepustowość i znacznie większe odległości w transmisji.

Mając 10 GB tuż za rogiem dla wielu moich klientów, zacząłem zalecać, aby używali SMF wszędzie do połączeń. W przypadku instalacji w ramach projektu dodatkowy koszt SMF jest znikomy w porównaniu z FRP. Oznacza to również, że nie będziesz musiał rozrywać swojej fabryki włókien MMF, aby zwiększyć prędkość za kilka lat.

NetworkingNerd
źródło
Hmm .... więc teoretyczna przepustowość na SMF może być znacznie wyższa niż MMF?
mdpc
Och, ciekawe, nie zdawałem sobie sprawy, dlatego większość rzeczy, które widzę w sieci 10G, to SMF. Zdecydowanie ma sens.
Mat Wood
1
Chociaż różnica w kosztach okablowania może być minimalna, nie jest to tak prawdziwe, jeśli chodzi o optykę. MM SFP są dość tanie, a SM to nieco więcej.
Ricky Beam
3
„MMF wykorzystuje znacznie większy rdzeń, a zatem znacznie większą długość fali” --- Niepoprawnie. Zazwyczaj długość fali 850 nm jest używana dla trybu wielomodowego, a 1310 lub 1550 nm dla trybu jednomodowego.
Photon
3
@javano, Użycie „zatem” jest błędne, ale błędem jest również sugerowanie, że z zasady MMF jest używany przy dłuższych falach. Podczas gdy 1310 lub 1550 można w zasadzie stosować w FRP, a w kilku konkretnych zastosowaniach są one stosowane, ogólną zasadą jest, że 850 nm jest znacznie częściej stosowane, a to jest krótsze, a nie dłuższe. Co więcej, 850 nm praktycznie nigdy nie jest używane z 9 um SMF, ponieważ 1) 9 um nie jest wystarczająco małe, aby być falowodem jednomodowym dla 850 nm, oraz 2) straty tłumienia są niższe dla 1310 i 1550.
Photon
11

[MMF] dłuższa długość fali (850 nm), znacznie szersza wiązka w porównaniu z [SMF] krótką długością fali (1310 nm - 15 ?? nm), wąska wiązka.

Kluczową różnicą, której nikt nie dotknął, jest „dyspersja modalna” , która jest fantazyjnym określeniem, w jaki sposób światło porusza się przez włókno. Ta strona zawiera więcej szczegółów. Pierwszy obraz to podsumowuje ... MM odbija się od krawędzi światłowodu, powodując rozproszenie światła na drugim końcu, ponieważ fotony, które przeszły przez środek, przebyły mniejszą odległość niż te, które często odbijały się; impuls 1ns wchodzący na jeden koniec nie kończy się jako czysty impuls 1ns na drugim końcu. Efekt jest znacznie zmniejszony w SMF ze względu na włókno o znacznie mniejszej średnicy i precyzyjne wstrzyknięcie („uruchomienie”) lasera w środek światłowodu. Rozproszenie pogarsza się wraz ze wzrostem odległości.

Ricky Beam
źródło
1
850 nm (długość fali) jest krótsza niż 1310 nm, a jeszcze krótsza niż 1550 nm.
Ecnerwal
10

Oto kilka rzeczy, których jeszcze nie omówiono.

  • Używanie tylko jednego trybu pozwala na użycie jednego rodzaju światłowodu do wszystkiego (mniej optyki, typy kabli do oszczędzenia)
  • Brak prawdopodobieństwa starzenia się (np. OM3 wydawał się być obecny przez ~ 3 lata)
  • Oferuje opcje pojedynczej pary dla 40 i 100g
  • Oferuje opcje pojedynczego włókna w 1 i 10 g
  • Chociaż optyka jest droższa, jest <2x, ale oferuje znacznie większy zasięg (pamiętaj, aby kupować optykę OEM, a nie ponownie)

Oczywiście na dłuższym dystansie istnieją systemy DWDM wysyłające teraz 16Tb przez pojedyncze włókno jednomodowe (w praktyce, ponieważ zawsze jesteśmy dwukierunkowe, to jest para 16 TB), a do czasu, gdy potrzebujesz wielu łączy poza „ odległościowe kampusowe systemy DWDM (dla światłowodów <40kM długości CWDM) mogą mieć sens finansowy, ze wzmacniaczami optycznymi i zarządzaniem dyspersją istnieje wiele wieloteryfowych okrętów podwodnych systemów kablowych działających czysto optycznie zregenerowanych do ponad 10.000kM.

LapTop006
źródło
8

Światłowód jednomodowy ma mniejszy rdzeń (9 mikronów), co powoduje mniejszą dyfrakcję światła na odległość niż światłowód wielomodowy (50, 62,5) mikrona.

Kruchość i zwiększone koszty wytwarzania światłowodu jednomodowego sprawiają, że jego użycie jest droższe, dlatego też tryb wielomodowy jest zwykle używany, gdy nie potrzebujesz odległości jednomodowego.

Zasięg wielomodowy ma zwykle zasięg do ~ 550 metrów, przy czym jako jednomodowy potencjał może osiągnąć 10 000 metrów (40 000 metrów z ER)

Mat Wood
źródło
Czy kable SMF i MMF mogą być stosowane zamiennie w centrum danych, gdy odległość nie stanowi problemu?
mdpc
Każde pełne łącze (urządzenie nadawczo-odbiorcze na obu końcach + połączenie światłowodowe) musi być tej samej technologii. Urządzenia nadawczo-odbiorcze istnieją dla MMF lub SMF i zawsze muszą pasować do światłowodu.
Mat Wood
Ahhh .... więc transiwery są specjalnie zaprojektowane do używania kabli MMF lub SMF.
mdpc
1
Tak, zazwyczaj w numerach części nadajnika-odbiornika widoczne są następujące litery: LX / LR (Long Haul) == SMF; SX / SR (Short Haul) = MMF
Mat Wood
3
Tak i nie ... możesz wystrzelić laser SM we włókno MM i może działać. (patrz także: „kabel kondycjonujący tryb” - zapewnia to, że laser zostanie wystrzelony dokładnie w środek włókna). Jednak laser MM wystrzelony we włókno SM w ogóle nie będzie działał; przez maleńkie włókno nie będzie wystarczającej ilości sygnału. Oczywiście optyka musi być taka sama na obu końcach.
Ricky Beam
8

Kluczowa różnica między SMF a MMF? odległość i koszt

Światłowód jednomodowy ma większy potencjał odległości i może obsługiwać przebiegi od 2 do 10 000 metrów. Jednak optyka jest dwa razy wyższa niż optyka MMF.

Jedną z rzeczy, które należy wziąć pod uwagę w przypadku światłowodu wielomodowego, jest klasa światłowodu, która jest na miejscu. Rozmawiałem z wieloma klientami, którzy umieścili światłowód OM1 w połowie lat 90., a teraz chcę, aby 10GbE działało na tym samym światłowodzie, i jestem bardzo sfrustrowany, gdy dowiedziałem się, że światłowód obsługuje jedynie 10GbE na odległość do 26m.

Gigabit SX-LC Mini-GBIC zapewnia w pełni dupleksowe rozwiązanie Gigabit do 550 metrów na światłowodzie wielomodowym.

  • 2-220 m (średnica rdzenia 62,5 µm / szerokość pasma 160 MHz * km)
  • 2-275 m (średnica rdzenia 62,5 µm / szerokość pasma 200 MHz * km)
  • 2-500 m (średnica rdzenia 50 µm / szerokość pasma 400 MHz * km)
  • 2-550 m (średnica rdzenia 50 µm / szerokość pasma 500 MHz * km)

Gigabit LX-LC Mini-GBIC zapewnia w pełni dupleksowe rozwiązanie Gigabit do 10 km na światłowodzie jednomodowym lub do 550 metrów na światłowodzie wielomodowym.

  • 2-550 m (wielomodowa średnica rdzenia 62,5 µm / szerokość pasma 500 MHz * km)
  • 2-550 m (wielomodowa średnica rdzenia 50 µm / szerokość pasma 400 MHz * km)
  • 2-550 m (wielomodowa średnica rdzenia 50 µm / szerokość pasma 500 MHz * km)
  • 2-10 000 m (światłowód jednomodowy)

10 GbE SFP + Short Range obsługuje standard 10 Gb SR, zapewniając łączność 10 Gb do 300 metrów przez światłowód wielomodowy.

  • 2-26 metrów (średnica rdzenia 62,5 µm / szerokość pasma 160 MHz * km)
  • 2-33 metry (średnica rdzenia 62,5 µm / szerokość pasma 200 MHz * km)
  • 2-66 metrów (średnica rdzenia 50 µm / szerokość pasma 400 MHz * km)
  • 2-82 metry (średnica rdzenia 50 µm / szerokość pasma 500 MHz * km)
  • 2-300 metrów (średnica rdzenia 50 µm / szerokość pasma 2000 MHz * km)

10-GbE SFP + Long Range obsługuje standard 10 Gb LR, zapewniając łączność 10 Gb do 10 km przez światłowód jednomodowy.

Jez
źródło
1
Sugerujesz, że SM może przejechać maksymalnie 10 km, istnieje optyka dla + 160 km, a dzięki przedwzmacniaczowi i odpowiedniej kompensacji dyspersji możesz znacznie więcej. Podana cena również nie jest do końca poprawna, w 1GE obie optyki mają <10USD, jednak 10G SR to 40USD, a LR to 100USD, ale w miarę upływu czasu różnica ceny zostanie zmniejszona.
2013 r
@ytti sprawiedliwe punkty podniesione. Nie każdy sprzedawca obsługuje te odległości, a czasami jest to przypadek „może działać, nie jest obsługiwany”. Re Cena. Chciałbym wiedzieć, gdzie można uzyskać optykę za mniej niż 10 USD. Cena LISTY jest bliższa 400 USD za 1GE SX i blisko 800 USD za 1GE LX. Jest więc różnica. Z czasem mam również nadzieję, że optyka zbliży się do siebie.
Jez
1
Prawie każdy duży chiński sprzedawca wykona te liczby za Ciebie. Na myśl przychodzą Gigalight i XGiga. Ceny sprzedawane przez sprzedawców z UE lub USA wynoszą 20–25 USD, ponieważ musimy pokryć opłatę za pracę pracowników z USA i UE zajmujących się tanim materiałem.
ytti
6

Światłowód jednomodowy często kosztuje mniej niż światłowód wielomodowy. Podczas budowania sieci światłowodowej 1 Gb, w której chciałem być w stanie przejść do 10 Gb lub szybszej, odkryłem, że oszczędności na koszcie światłowodu (około pół ceny) dla jednomodowego .vs. Wielomodowy OM3 lub OM4 więcej niż pokrył (około 35% przy odpowiednich zakupach) wzrostem kosztów (zupełnie nowych) SFP w tym czasie - i nie ograniczył moich długości łączy, jak to zrobił OM3 lub OM4. Nie jest też ograniczony do 10 Gb. Zyskałem również ogromny budżet strat, ponieważ jednomodowy zestaw LX jest zaprojektowany do przejścia 10 km (ale działa również dobrze na 5 m.)

Konwencjonalna mądrość nie dogoniła tej konkretnej rzeczywistości. Jeśli chcesz spojrzeć na używane SFP z byłych kanałów światłowodowych (byłem, ale nie użyłem ich w fazie uzasadnienia ekonomicznego), cena jednomodowego 1Gbe spada na podłogę.

W tym momencie wolę używać TYLKO trybu jednomodowego (oraz wewnątrz budynków miedzi 5e). Niedługo będę robił światłowód jednomodowy o długości 25 m, ponieważ jest to połączenie między budynkami i wyeliminowałem miedź między połączeniami budynków i mam o wiele mniej kłopotów z burzami z tego powodu. Pod różnymi warunkami prawdopodobnie rozważyłbym użycie trybu wielomodowego OM3 / 4 do krótkich, łatwych do wymiany przebiegów wewnątrz budynków lub w serwerowni; pod obecnymi ograniczeniami, które muszę obsługiwać w (niskim budżecie) 10Gbe jest jeszcze trochę czasu w przyszłości - ale mogę iść tam na okablowanie, które mam, kiedy mogę sobie na to pozwolić. Moim zdaniem każde włókno wielomodowe powinno być traktowane jako zakup krótkoterminowy z postępem szybkości przesyłania danych. Zapytaj każdego z instalacją wielomodową 62,5 (100 Mb, 2 km, IIRC) w miejscu - jednomodowy, który mógł zostać zainstalowany w tym samym czasie, nadal działa przy dzisiejszych prędkościach transmisji danych. OM1 jest przestarzały. OM2 jest przestarzały. OM3 jest cholernie przestarzały.

Jeśli masz budżet i potrzebujesz krótkich połączeń 10 Gb, światłowód wydaje się lepszy niż miedź 10 Gb, a ekonomia przy ostatniej kontroli wciąż obsługuje tryb wielomodowy. Miej oko na ekonomię, ponieważ historia sugeruje, że spadnie premia cenowa za tryb jednomodowy.

Ecnerwal
źródło
2

Światłowód wielomodowy ma większy rdzeń, co sprawia, że ​​tolerancje są łatwiejsze do zakończenia i sprawia, że ​​sprzęt odbiornika jest tańszy, ale umożliwia wiele trybów propagacji, co powoduje rozmazanie odbieranego sygnału. Istnieją sztuczki mające na celu ograniczenie tego rozmazania czasu, powodując proliferację różnych gatunków włókien wielomodowych.

Tradycyjna mądrość polegała na tym, że korzystasz z trybu wielomodowego w ramach bulidingu lub kampusu, a tryb jednomodowy zapewnia dłuższe połączenia między wieloma stronami.

Jednak ta tradycyjna mądrość staje się coraz bardziej wątpliwa. Nowsze standardy wielomodowe stają się coraz bardziej wymagające w odniesieniu do rodzaju i długości kabli, co bardzo utrudnia przyszłe sprawdzenie instalacji kabli wielomodowych. Może się to zdarzyć, nawet gdy prędkość pozostaje taka sama, na przykład wczesne 10-gigabitowe rzeczy często były LX4, co jest stosunkowo tolerancyjne, podczas gdy nowoczesne 10-gigabitowe rzeczy wielomodowe są zwykle o wiele mniej tolerancyjne.

Tymczasem istniejące światłowody jednomodowe działają, przynajmniej na odległościach kampusu, pozostają zgodne z nowymi standardami, które pojawiły się.

Tak więc moja rada byłaby taka, że ​​jeśli jest to instalacja krótkoterminowa, która zostanie rozerwana z niepowiązanych powodów, zanim konieczne będzie jakiekolwiek zwiększenie prędkości, rozważ zarówno tryb jednomodowy, jak i wielomodowy i wybierz bardziej ekonomiczną opcję. Jeśli jest to instalacja długoterminowa, która z czasem będzie wymagała aktualizacji prędkości, wybierz tryb jednomodowy.

Peter Green
źródło
0

Z powodzeniem zastosowałem kabel MMF na SFP 1000Base LX / LH, potrzebujesz patchcordu kondycjonującego tryb. To była brzydka poprawka temp. Gdy otrzymaliśmy prawidłową SFP, wszystko wróciło do normy.

Patchcord kondycjonujący tryb

hyussuf
źródło
0

Z fizycznego punktu widzenia dyspersja jest jednym z głównych powodów niższej prędkości włókien wielomodowych.

Przy większych odległościach dyspersja sprawia, że ​​impulsy optyczne są szersze, bardziej rozmyte, głośne, niejasne, rozróżnialne. A dyspersja jest wyższa dla włókien wielomodowych w porównaniu do włókien jednomodowych. Istnieją różne rodzaje dyspersji . Włókna jednomodowe również mają dyspersję, ale znacznie niższą.

Vladiz
źródło
0

Światłowód wielomodowy jest włóknem z „dużym” rdzeniem (50–60 µ), co oznacza, że ​​światło może przechodzić przez wiele sposobów (tj. Tryby), aby przejść przez światłowód. Moja analogia jest taka, że ​​jesteś w katedrze i rozmawiasz z osobą po przeciwnej stronie katedry. Będzie wiele ech i naprawdę trudno będzie go usłyszeć.

Światłowód jednomodowy ma naprawdę mniejszy rdzeń (9µ). Tak więc światło może podążać tylko 1 ścieżką (tj. Trybem). Teraz wyobraź sobie, że rozmawiasz z tą samą osobą, ale zamiast katedry mówisz przez małą rurkę, dźwięk jest wyraźny i ostry (nie jest oczywiste, ale spróbuj!).

Teraz spróbuj umieścić rurę na końcu katedry: prawie nic nie usłyszysz: mieszanie trybu wielomodowego i pojedynczego nie jest dobrym pomysłem, nawet jeśli może działać w określonych warunkach (bardzo małe odległości).

Ze względu na mniejszy rdzeń, światłowód i transceiver jednomodowy są trochę skomplikowane. Ale cena SM zbliża się do ceny MM.

Jeśli chodzi o występy, to bardziej złożone niż poprzednie odpowiedzi stwierdzono:

  • Z jednej strony, dzięki trybowi pojedynczemu, mając ostry i wyraźny sygnał, komunikacja jest nieco łatwiejsza do wykonania. Dlatego większość ludzi twierdzi, że SM oferuje lepszą wydajność dla określonej długości włókna.
  • Z drugiej strony istnieją teraz produkty pozwalające izolować każdy tryb światłowodu wielomodowego indywidualnie (nazywa się to konwersją światła na wiele płaszczyzn). To tak, jakbyś podzielił katedrę na kilkanaście małych rur.

W dzisiejszych czasach rekordy wydajności danych bazowych są wykonywane na światłowodzie wielomodowym ...

Golgot
źródło
-3

Światłowód jednomodowy (SMF) jest zwykle używany do prowadzenia kabli mierzonych w milach lub kilometrach. Optyka laserowa jest stosunkowo droga. SMF jest zwykle stosowany przez przewoźników i na bardzo dużych kampusach, w zakładach przemysłowych.

Światłowód wielomodowy, MMF, służy do prowadzenia kabli mierzonych w setkach stóp lub metrów. Optyka oparta na diodach LED jest stosunkowo niedroga. MMF jest zwykle stosowany w budynkach wielopiętrowych i na mniejszych kampusach, takich jak szkoły średnie.

Ron Royston
źródło
3
Trochę błędnych stwierdzeń na temat SM. Jeśli chodzi o 10G, bardziej przypomina to, że SM stosuje się do wszystkiego, co ma około 300 metrów. Znacząco mniej niż mile.
YLearn
@YLearn zgodził się. Zazwyczaj dodałem słowo, aby je poprawić. Dziękuję Ci.
Ron Royston
1
Jest to poprawa, ale możesz rozważyć jej dalszą poprawkę. Pracujemy nad tym trzy lata później, gdy 10G staje się znacznie bardziej powszechne między przełącznikami. W takich przypadkach SM staje się teraz konieczne ponad 300-400 metrów (ograniczenia MM w OM3 / OM4). Gdy 40G zaczyna zyskiwać przyczepność w przedsiębiorstwie, zasięg ten spada do 100-150 metrów. Nawet tam, gdzie 10G + nie jest obecnie wdrażane i chociaż optyka kosztuje więcej, wiele organizacji używa jej do udoskonalenia swojej infrastruktury w przyszłości.
YLearn