Verschil tussen multimode en singlemode glasvezel. Soorten optische vezels

Hun geschiedenis gaat terug tot 1960, toen de eerste laser werd uitgevonden. Tegelijkertijd verscheen glasvezel zelf pas tien jaar later, en vandaag is het dit fysieke basis moderne internet.

Optische vezels die worden gebruikt voor datatransmissie hebben een fundamenteel vergelijkbare structuur. Het lichtdoorlatende deel van de vezel (kern, kern of kern) bevindt zich in het midden, met daaromheen een demper (ook wel de bekleding genoemd). De functie van de demper is om een ​​interface tussen de media te creëren en te voorkomen dat straling de kern verlaat.

Zowel de kern als de demper zijn gemaakt van kwartsglas en de brekingsindex van de kern is iets hoger dan de brekingsindex van de demper, om het fenomeen van compleet te realiseren interne reflectie. Hiervoor is een verschil van honderdsten voldoende - de kern kan bijvoorbeeld een brekingsindex n 1 = 1,468 hebben en de demper kan een waarde n 2 = 1,453 hebben.

De kerndiameter van single-mode vezels is 9 micron, multimode - 50 of 62,5 micron, terwijl de diameter van de demper voor alle vezels hetzelfde is en 125 micron bedraagt. De structuur van lichtgeleiders op schaal wordt weergegeven in de afbeelding:

Getrapt brekingsindexprofiel (stap- index vezel) - de eenvoudigste voor de vervaardiging van lichtgeleiders. Dit is acceptabel voor single-mode vezels, waarbij conventioneel wordt aangenomen dat er slechts één “modus” is (lichtvoortplantingsroute in de kern). Multimode-vezels met stapindex worden echter gekenmerkt door een hoge spreiding, veroorzaakt door de aanwezigheid van een groot aantal modi, wat leidt tot signaalverstrooiing en uiteindelijk het bereik beperkt waarover toepassingen kunnen werken. De gradiëntbrekingsindex maakt het mogelijk dat de modusdispersie wordt geminimaliseerd. Voor multimode-systemen worden graduele indexvezels sterk aanbevolen (beoordeeld- index vezel) , waarbij de overgang van de kern naar de demper geen “stap” kent, maar geleidelijk verloopt.

De belangrijkste parameter die de spreiding en daarmee het vermogen van een vezel om toepassingen over bepaalde afstanden te ondersteunen karakteriseert, is de breedbandcoëfficiënt. Momenteel worden multimode-vezels volgens deze indicator in vier klassen verdeeld, van OM1 (wat niet wordt aanbevolen voor gebruik in nieuwe systemen) tot de meest productieve klasse OM4.

Single-mode vezels zijn onderverdeeld in de klassen OS1 (conventionele vezels die worden gebruikt voor transmissie bij golflengten van 1310 nm of 1550 nm) en OS2, die kunnen worden gebruikt voor breedbandtransmissie over het gehele bereik van 1310 nm tot 1550 nm, onderverdeeld in transmissiekanalen , of zelfs een breder spectrum, bijvoorbeeld van 1280 tot 1625 nm. Op beginfase vrijgave van OS2-vezels werden gemarkeerd met de aanduiding LWP (Laag Water Piek) , om te benadrukken dat ze absorptiepieken tussen transparante vensters minimaliseren. Breedbandtransmissie in single-mode vezels met de hoogste prestaties biedt transmissiesnelheden van meer dan 10 Gbps.

Singlemode en multimode glasvezelkabel: selectieregels

Gegeven de beschreven kenmerken van multimode en single-mode vezels, volgen hier enkele richtlijnen voor het selecteren van het vezeltype, afhankelijk van de prestaties van de toepassing en de afstand waarover deze moet werken:

voor snelheden boven 10 Gbps kiest u voor single-mode glasvezel, ongeacht de afstand

Voor 10 Gigabit-toepassingen en afstanden groter dan 550 m is ook single-mode glasvezel de keuze

Voor 10 Gigabit toepassingen en afstanden tot 550 m is ook OM4 multimode glasvezel mogelijk

Voor 10 Gigabit toepassingen en afstanden tot 300 m is ook OM3 multimode glasvezel mogelijk

Voor 1-Gigabit-toepassingen en afstanden tot 600-1100 m kan OM4 multimode glasvezel worden gebruikt

Voor 1-Gigabit-toepassingen en afstanden tot 600-900 m kan OM3 multimode glasvezel worden gebruikt

Voor 1 Gigabit-toepassingen en afstanden tot 550 m is OM2 multimode glasvezel mogelijk

De kosten van een optische vezel worden grotendeels bepaald door de kerndiameter multimode kabel Als alle andere omstandigheden gelijk blijven, is het duurder dan single-mode. Tegelijkertijd is actieve apparatuur voor single-mode systemen, als gevolg van het gebruik van laserbronnen met hoog vermogen (bijvoorbeeld een Fabry-Perot-laser), aanzienlijk duurder dan actieve apparatuur voor multimode-systemen, die gebruik maken van relatief goedkope VCSEL oppervlakte-emitterende lasers of zelfs goedkopere LED-bronnen. Bij het inschatten van de kosten van een systeem moet rekening worden gehouden met de kosten van zowel de bekabelingsinfrastructuur als de actieve apparatuur, en deze laatste kunnen aanzienlijk hoger zijn.

Tegenwoordig is het gebruikelijk om een ​​optische kabel te kiezen, afhankelijk van het toepassingsgebied. Single-mode glasvezel wordt gebruikt:

in zee- en transoceanische kabelcommunicatielijnen;

in langeafstandshoofdlijnen over land;

in providerlijnen, communicatielijnen tussen stadsknooppunten, in speciale optische langeafstandskanalen, in snelwegen tot operatorapparatuur mobiele communicatie;

in kabeltelevisiesystemen (voornamelijk OS2, breedbandtransmissie);

in GPON-systemen met glasvezellevering aan een optisch modem dat zich bij de eindgebruiker bevindt;

in SCS op snelwegen langer dan 550 m (meestal tussen gebouwen);

in SCS die datacenters bedient, ongeacht de afstand.

Multimode glasvezel wordt voornamelijk gebruikt:

in SCS op snelwegen binnen een gebouw (waar de afstanden in de regel 300 m bedragen) en op snelwegen tussen gebouwen, als de afstand niet groter is dan 300-550 m;

in horizontale segmenten van SCS en in FTTD-systemen ( vezel- naar- de- bureau), waar gebruikers werkstations installeren met multimode optische netwerkkaarten;

in datacentra naast single-mode glasvezel;

in alle gevallen waar de afstand het gebruik van multimode-kabels toestaat. Hoewel de kabels zelf duurder zijn, compenseerden de besparingen op actieve apparatuur deze kosten.

We kunnen verwachten dat OS2-vezels de komende jaren geleidelijk OS1 zullen vervangen (het wordt stopgezet), en dat 62,5/125 μm-vezels zullen verdwijnen in multimode-systemen, aangezien ze volledig zullen worden vervangen door 50 μm-vezels, waarschijnlijk van de OM3-vezels. OM4-lessen.

Testen van single-mode en multimode optische kabels

Na installatie worden alle geïnstalleerde optische segmenten getest. Alleen metingen uitgevoerd met speciale apparatuur kunnen de eigenschappen garanderen geïnstalleerde lijnen en kanalen. Voor SCS-certificering worden apparaten met gekwalificeerde stralingsbronnen aan de ene kant van de lijn en meters aan de andere kant gebruikt. Dergelijke apparatuur wordt geproduceerd door Fluke Networks, JDSU, Psiber; Alle soortgelijke apparaten hebben vooraf ingestelde bases van toegestane optische verliezen in overeenstemming met de telecommunicatienormen TIA/EIA, ISO/IEC en andere. Langere optische lijnen worden gecontroleerd met behulp van optische reflectometers, met het juiste dynamische bereik en resolutie.

Tijdens de gebruiksfase vereisen alle geïnstalleerde optische segmenten een zorgvuldige behandeling en regelmatig gebruik van speciale onderdelen schoonmaakdoekjes, sticks en andere schoonmaakproducten.

Er zijn vaak gevallen waarin gelegde kabels beschadigd raken, bijvoorbeeld bij het graven van sleuven of tijdens optredens reparatiewerkzaamheden binnen gebouwen. In dit geval heeft u, om de locatie van de storing te vinden, een reflectometer of ander diagnostisch apparaat nodig dat gebaseerd is op de principes van reflectometrie en de afstand tot het storingspunt aangeeft (fabrikanten zoals Fluke Networks, EXFO, JDSU, NOYES (FOD) Greenlee Communication en anderen hebben soortgelijke modellen).

De budgetmodellen die op de markt te vinden zijn, zijn voornamelijk ontworpen voor het lokaliseren van schade (slechte lasnaden, breuken, macrobuigingen, enz.). Vaak zijn ze niet in staat om gedetailleerde diagnostiek van de optische lijn uit te voeren, alle inhomogeniteiten ervan te identificeren en professioneel een rapport op te stellen. Bovendien zijn ze minder betrouwbaar en duurzaam.

Hoogwaardige apparatuur is daarentegen betrouwbaar en diagnosestellend FOCL V de kleinste details, maak een correcte tabel met gebeurtenissen, genereer een bewerkbaar rapport. Dit laatste is uiterst belangrijk voor de certificering van optische lijnen, omdat die er soms zijn gelaste verbindingen met zulke lage verliezen dat de reflectometer een dergelijke verbinding niet kan detecteren. Maar er wordt nog steeds gelast en dit moet in het rapport worden weergegeven. In dit geval software Hiermee kunt u een gebeurtenis op het reflectogram forceren en er handmatig verliezen op meten.

Veel professionele instrumenten hebben ook de mogelijkheid om de functionaliteit uit te breiden door opties toe te voegen: een videomicroscoop voor het inspecteren van vezeluiteinden, een laserbron en vermogensmeter, een optische telefoon, enz.

Een single-mode optische kabel zendt één modus uit en heeft een doorsnedediameter van ≈ 9,5 nm. Op zijn beurt kan een single-mode glasvezelkabel een onbevooroordeelde, verschoven en niet-nul verschoven spreiding hebben.

Glasvezel multimode kabel MM zendt meerdere modi uit en heeft een diameter van 50 of 62,5 nm.

Op het eerste gezicht suggereert de conclusie dat multimode glasvezelkabel beter en efficiënter is dan optische SM-kabel. Bovendien spreken experts zich vaak uit ten gunste van MM op grond van het feit dat, aangezien een multimode optische kabel meerdere prestatieprioriteiten biedt in vergelijking met SM, deze in alle opzichten beter is.

Intussen zouden wij ons onthouden van dergelijke ondubbelzinnige beoordelingen. Kwantitatieve indicator- is verre van de enige vergelijkingsbasis, en in veel situaties verdient single-mode glasvezelkabel de voorkeur.

Het belangrijkste verschil tussen SM- en MM-kabels zijn de afmetingen. SM optische kabel heeft vezels met een kleinere dikte (8-10 micron). Dit bepaalt het vermogen ervan om een ​​golf van slechts één lengte langs de centrale modus uit te zenden. De dikte van de hoofdvezel in de MM-kabel is veel groter, 50-60 micron. Dienovereenkomstig kan een dergelijke kabel via meerdere modi gelijktijdig meerdere golven met verschillende lengtes verzenden. Echter meer mods verkleinen de bandbreedte van de glasvezelkabel.

Andere verschillen tussen single- en multimode-kabels hebben betrekking op de materialen waaruit ze zijn gemaakt en de gebruikte lichtbronnen. Een single-mode optische kabel heeft zowel een kern als een omhulsel dat uitsluitend uit glas bestaat, en een laser als lichtbron. De MM-kabel kan een glazen of plastic omhulsel en staaf hebben, en de lichtbron daarvoor is een LED.

Single-mode optische kabel 9/125 micron

Single-mode optische kabel 8 vezels type 9 125, heeft een modulair ontwerp met één buis. De lichtgeleiders bevinden zich in de centrale buis, die gevuld is met hydrofoob met gel. Het vulmiddel beschermt de vezels op betrouwbare wijze tegen verschillende soorten mechanische invloeden en elimineert bovendien de impact van temperatuurveranderingen in de externe omgeving. Ter bescherming tegen knaagdieren en andere soortgelijke invloeden wordt een extra glasvezelvlechtwerk gebruikt.

In essentie komt de ontwikkeling en productie van glasvezelkabel 9 125 neer op zoeken optimale oplossing problemen bij het verminderen van de optische dispersie (tot nul) op alle frequenties waarmee de kabel zal werken. Grote hoeveelheid mod heeft een negatieve invloed op de signaalkwaliteit, en single-mode kabel in feite heeft het niet één modus, maar meerdere. Hun aantal is veel minder dan in multimode, maar het is groter dan één. Het verminderen van het effect van optische dispersie leidt tot een afname van het aantal modi en dienovereenkomstig tot een verbetering van de signaalkwaliteit.

De meeste optische vezelstandaarden die in 9125-kabels worden gebruikt, bieden geen spreiding over een smal frequentiebereik. Dus single-mode in letterlijk kabel wordt alleen geleverd met specifieke golflengten. Bestaande multiplextechnologieën gebruiken echter een reeks optische frequenties om meerdere optische breedbandcommunicatiekanalen tegelijk te ontvangen en te verzenden.

Single-mode glasvezelkabel 9 125 wordt zowel binnen gebouwen als op externe routes gebruikt. Het kan in de grond worden ingegraven of als bovenleiding worden gebruikt.

Multimode optische kabel 50/125 micron

Glasvezelkabel 50/125(OM2) multimode, gebruikt in optische netwerken met snelheden van 10 gigabyte gebouwd op multimode glasvezel. In overeenstemming met wijzigingen in de ISO/IEC 11801-specificatie wordt het in dergelijke netwerken aanbevolen om een ​​nieuw type patchkabelkabel uit de OMZ-klasse te gebruiken met een standaardgrootte van 50-125.

Optische kabel 50 125 OMZ, overeenkomend met 10 Gigabit Ethernet-netwerktoepassingen, is bedoeld voor datatransmissie bij golflengten van 850 nm of 1300 nm, die verschillen in de maximaal toegestane dempingswaarden. Wordt gebruikt voor communicatie in het frequentiebereik 1013-1015 Hz.

Multimode optische kabel 50 125 is bedoeld voor patchkabels en bedrading naar de werkplek en wordt alleen binnenshuis gebruikt.

De kabel ondersteunt datatransmissie over korte afstanden en is geschikt voor directe aansluiting. De structuur van standaard multimode optische vezel G 50/125 (G 62,5/125) µm voldoet aan de normen: EN 188200; VDE 0888 deel 105; IEC “IEC 60793-2”; ITU-T-aanbeveling G.651.

MM 50/125 heeft een belangrijk voordeel: lage verliezen en absolute immuniteit tegen verschillende soorten interferentie. Hierdoor kunt u systemen bouwen met honderdduizenden telefonische communicatiekanalen.

Soorten vezels die worden gebruikt

Bij de productie van SM- en MM-kabels worden single-mode en multimode vezels van de volgende typen gebruikt:

• single-mode, ITU-T-aanbeveling G.652.B (gemarkeerd als “E”-type);
• single-mode, ITU-T-aanbeveling G.652.С, D (gemarkeerd als type “A”);
• single-mode, ITU-T-aanbeveling G.655 (gemarkeerd als “H”-type);
• single-mode, ITU-T-aanbeveling G.656 (gemarkeerd als type “C”);
• multimode, met een kerndiameter van 50 micron, ITU-T-aanbeveling G.651 (gemarkeerd als “M”-type);
• multimode, met een kerndiameter van 62,5 micron (gemarkeerd als “B”-type)

De optische parameters van de vezels in de buffercoating moeten voldoen aan de specificaties van de leveranciersbedrijven.

Optische vezelparameters:

Kenmerken en soorten optische vezels

G.652 - Standaard single-mode glasvezel

Het is de meest gebruikte single-mode optische vezel in de telecommunicatie.

Single-mode, undispersie-verschoven getrapte vezels dienen als een fundamenteel onderdeel van een optisch telecommunicatiesysteem en zijn geclassificeerd volgens de G.652-standaard. Het meest voorkomende type vezel, geoptimaliseerd voor signaaloverdracht op een golflengte van 1310 nm. De bovengrens van de L-bandgolflengte is 1625 nm. Vereisten voor macrobuigen - doornradius 30 mm.

De standaard verdeelt vezels in vier subcategorieën A, B, C, D.

G.652-vezel. A voldoet aan de vereisten die nodig zijn voor het verzenden van informatiestromen van STM 16-niveau - 10 Gbit/s (Ethernet) tot 40 km, in overeenstemming met aanbevelingen G.691 en G.957, evenals STM 256-niveau, in overeenstemming met G. 691.

G.652.B-vezel voldoet aan de vereisten die nodig zijn om informatiestromen tot STM 64 te verzenden in overeenstemming met aanbevelingen G.691 en G.692, en STM 256 in overeenstemming met G.691 en G.959.1.

G.652.C- en G.652.D-vezels maken transmissie mogelijk in een uitgebreid golflengtebereik van 1360-1530 nm en hebben verminderde verzwakking bij de “piek van water” (“piek van water” scheidt de transparantievensters in de doorlaatband van enkele -mode vezels in het bereik van 1300 nm en 1550 nm). Verder vergelijkbaar met G.652.A en G.652.B.

G.652.A/B is gelijkwaardig aan OS1 (classificatie ISO/IEC 11801), G.652.C/D is gelijkwaardig aan OS2.

Het gebruik van G.652-glasvezel bij hogere transmissiesnelheden over afstanden van meer dan 40 km leidt tot een discrepantie tussen prestatienormen en single-mode glasvezelstandaarden en vereist complexere eindapparatuur.

G.655 - Non-Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF)

NZDSF single-mode non-zero dispersion shifted fiber is geoptimaliseerd om meerdere golflengten (WDM-multiplex en DWDM met hoge dichtheid) te dragen in plaats van slechts één golflengte. Corning-vezel is beschermd met een dubbele acrylaat-CPC-coating, waardoor hoge betrouwbaarheid en prestaties worden gegarandeerd. De buitendiameter van de coating is 245 micron.

Non-zero dispersion shifted fiber (NZDSF) is ontworpen voor gebruik in glasvezelbackbones en wide area-communicatienetwerken die gebruik maken van DWDM-technologieën. Deze vezel handhaaft een beperkte chromatische dispersiecoëfficiënt over het gehele optische bereik dat wordt gebruikt bij (WDM). NZDSF-vezels zijn geoptimaliseerd voor gebruik in het golflengtebereik van 1530 nm tot 1565 nm.

Optische vezels van categorie G.655.A hebben parameters die hun gebruik garanderen in eenkanaals- en meerkanaalssystemen met optische versterkers (Aanbevelingen G.691, G.692, G.693) en in optische transportnetwerken (Aanbeveling G.693). 959,1). Bedrijfsgolflengten en dispersie in vezels van deze subcategorie beperken het vermogen van het ingangssignaal en het gebruik ervan in meerkanaalssystemen.

Optische vezels van categorie G.655.B zijn vergelijkbaar met G.655.A. Maar afhankelijk van de bedrijfsgolflengte en dispersiekarakteristieken kan het ingangssignaalvermogen hoger zijn dan voor G.655.A. Verspreidingsvereisten voor polarisatiemodus garanderen de werking van STM-64-niveausystemen op een afstand van maximaal 400 km.

De G.655.C vezelcategorie is vergelijkbaar met G.655.B, maar strengere eisen in termen van polarisatiemodusdispersie maken het gebruik van STM-256-niveausystemen (aanbeveling G.959.1) op deze optische vezels mogelijk of verhogen de transmissiebereik van STM-64-systemen.

G.657 - Single-mode glasvezel met verminderd buigverlies bij kleine stralen

Optische vezel met verhoogde flexibiliteit, versie G.657, wordt veel gebruikt in optische kabels voor het leggen in netwerken gebouwen met meerdere verdiepingen, kantoren, enz. Qua optische eigenschappen is de G.657.A-vezel volledig identiek aan de standaard G.652.D-vezel en heeft tegelijkertijd de helft van de toegestane installatieradius - 15 mm. G.657.B-vezel wordt over beperkte afstanden gebruikt en heeft bijzonder lage buigverliezen.

Single-mode optische vezels worden gekenmerkt door lage buigverliezen en zijn vooral bedoeld voor FTTH-netwerken appartementsgebouwen, en hun voordelen zijn vooral duidelijk in kleine ruimtes. U kunt met standaard G.657-glasvezel werken alsof u met een koperkabel werkt.

Voor G.657.A-vezels varieert deze van 8,6 tot 9,5 µm, en voor G.657.B-vezels varieert deze van 6,3 tot 9,5 µm.

De normen voor verliezen op macrobends zijn aanzienlijk aangescherpt, aangezien deze parameter bepalend is voor G.657:

Tien windingen van G.657. Een vezel gewikkeld op een doorn met een straal van 15 mm mag de demping niet met meer dan 0,25 dB verhogen bij 1550 nm. Eén winding van dezelfde vezel, gewikkeld op een doorn met een diameter van 10 mm, mag, op voorwaarde dat andere parameters niet worden gewijzigd, de demping niet met meer dan 0,75 dB verhogen.

Tien windingen van subcategorie G.657.B op een doorn met een diameter van 15 mm mogen de demping niet met meer dan 0,03 dB vergroten bij een golflengte van 1550 nm. Eén winding op een doorn met een diameter van 10 mm is ruim 0,1 dB, één winding op een doorn met een diameter van 7,5 mm is ruim 0,5 dB.

De Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) en de Internationale Elektrotechnische Commissie (IEC) hebben de ISO/IEC 11801-standaard - Informatietechnologie - gestructureerd kabel systemen voor klantenpanden"

De norm specificeert de structuur en eisen voor de implementatie van een universeel kabelnetwerk, evenals eisen voor de prestaties van individuele kabellijnen.

De standaard voor Gigabit Ethernet-lijnen onderscheidt optische kanalen per klasse (vergelijkbaar met de categorieën koperlijnen). OF300, OF500 en OF2000 ondersteunen toepassingen van optische klasse op afstanden tot 300, 500 en 2000 m.

Naast de kanaalklassen definieert de tweede editie van deze standaard drie klassen MM-vezels - OM1, OM2 en OM3 - en één klasse SM-vezels - OS1. Deze klassen worden onderscheiden door verzwakking en breedbandcoëfficiënt.

Alle lijnen korter dan 275 m kunnen werken met het 1000Base-Sx-protocol. Lengtes tot 550 m kunnen worden bereikt met behulp van het 1000Base-Lx-protocol in combinatie met vooringestelde lichtbundelinvoer (Mode Conditioning).

*) Modusconditionering

OM4 multimode glasvezel heeft een minimale bandbreedtefactor van 4700 MHz x km bij 850 nm (vergeleken met de 2000 MHz x km van OM3 glasvezel) en is het resultaat van geoptimaliseerde OM3 glasvezelprestaties om datasnelheden van 10 Gb/s over 550 nm meter te bereiken. De nieuwe IEEE 802.3ab 40 en 100 Gigabit Ethernet-netwerkstandaard merkte op dat het nieuwe type multimode glasvezel OM4 het mogelijk maakt 40 en 100 Gigabit Ethernet te verzenden over afstanden tot 150 meter. Het is de bedoeling dat vezels uit de OM4-klasse in de toekomst worden gebruikt met 40 Gbps-apparatuur en het meest in datacenterapparatuur.

OM 1 en OM2 – Standaard multimode-vezels met respectievelijk 62,5 en 50 micron kernen.

Kabels, patchcords en pigtails met multimode vezels van het type OM1 62,5/125 μm en OM2 50/125 μm worden al lang gebruikt in SCS om datatransmissie met hoge snelheden en over relatief lange afstanden die op snelwegen nodig zijn, te garanderen. De belangrijkste functionele parameters van MM-vezel zijn demping en bandbreedte. Beide parameters zijn gedefinieerd voor de golflengten 850 nm en 1300 nm, waarop de meeste actieve netwerkapparatuur werkt.

Het is een speciaal ontworpen multimode optische vezel die wordt gebruikt voor Gigabit- en 10 Gigabit Ethernet-netwerken en alleen beschikbaar is met een kerngrootte van 50 micron.

OM4 – Nieuwe generatie optische multimode glasvezel met een kern van 50 micron “laser-geoptimaliseerd”.

Multimode vezeltype OM4 - momenteel volledig compatibel moderne normen vezels ontworpen voor datacenters en serverparken van de volgende generatie. OM4 glasvezel kan worden gebruikt voor langere lijnen in datanetwerken van de nieuwe generatie met de hoogste datatransmissieprestaties. Deze vezel is het resultaat van een verdere optimalisatie van de eigenschappen van OM3-vezel, waardoor de vezeleigenschappen zijn ontstaan ​​die gegevensoverdrachtsnelheden van 10 Gb/s over een afstand van 550 meter mogelijk maken. OM4-vezels hebben een grotere effectieve minimale modale bandbreedte van 4700 MHz km bij 850 nm (vergeleken met de 2000 MHz km van OM3-vezel).

1.4.1.4 Multimode vezeltypen

International Telecommunication Union (ITU-T) G 651 en Institute of Electrical Engineers (IEEE) 802.3-standaarden definiëren de kenmerken van multimode glasvezelkabels. De toegenomen bandbreedtevereisten in multimode-systemen, waaronder Gigabit Ethernet (GigE) en 10 GigE, zijn relevant voor de definities van vier verschillende categorieën van internationale standaardorganisaties (ISO).

1.4.1.5 50 µm. versus 62,5 µm multimode vezels

In de jaren zeventig was optische communicatie gebaseerd op multimode-vezels van 50 µm, afkomstig van LED's, die zowel voor korte als lange afstanden werden gebruikt. In de jaren tachtig begon men lasers en single-mode glasvezel te gebruiken voor een lange tijd bleef de geprefereerde communicatieoptie lange afstanden. Tegelijkertijd waren multimode-vezels efficiënter en kosteneffectiever voor lokale netwerken zoals campuscommunicatie over afstanden van 300 tot 2000 meter.

Een paar jaar later namen de behoeften van lokale netwerken toe en werden hogere gegevensoverdrachtsnelheden, waaronder 10 Mbps, noodzakelijk. Ze drongen aan op de introductie van multimode glasvezel met een kern van 62,5 micron, die een stroom van 10 Mbps over een afstand van meer dan 2000 meter zou kunnen verzenden, vanwege het vermogen om gemakkelijker licht van lichtemitterende diodes (LED's) te introduceren. Tegelijkertijd verzwakt een hogere numerieke apertuur het signaal meer bij verbindingen in koppelingen en bij kabelbochten. Multimode glasvezel met een kern van 62,5 µm is de belangrijkste keuze geworden voor korte links. informatiecentra en universiteitscampussen die werken op 10 Mbps.

Tegenwoordig is Gigabit Ethernet (1 Gbps) de standaard, en 10 Gbps komt vaker voor in lokale netwerken. 62,5 µm multimode heeft zijn prestatielimieten bereikt en ondersteunt 10 Gbps op maximaal 26 m. Deze beperkingen hebben de inzet versneld van nieuwe kosteneffectieve lasers, VCSEL's genaamd, en kernvezels van 50 µm die zijn geoptimaliseerd voor een golflengte van 850 nm.

De vraag naar hogere datasnelheden en capaciteit duidt op een toenemend gebruik van laser-geoptimaliseerde 50 µm-vezels die geschikt zijn voor meer dan 2000 MHz o km en datatransmissie over lange afstanden. Bij on-premise-ontwerp moeten netwerken zo worden ontworpen dat ze rekening houden met de behoeften van morgen.

1.4.1.6 Bandbreedte en transmissielengte

Bij het ontwerpen van optische kabels is het belangrijk om hun mogelijkheden op het gebied van bandbreedte en afstand te begrijpen. Om de normale werking van het systeem te garanderen, moeten de volumes van de gegevensoverdracht worden bepaald, rekening houdend met toekomstige behoeften

De eerste stap is het schatten van de transmissielengte volgens de ISO/IEC 11801-tabel met aanbevolen afstanden voor Ethernet-netwerken. In deze tabel wordt uitgegaan van continue kabellengtes zonder apparaten, verbindingen, connectoren of andere verliezen bij signaaloverdracht.

In de tweede stap moet de bekabelingsinfrastructuur rekening houden met de maximale kanaalverzwakking om een ​​betrouwbare transmissie van signalen over afstand te garanderen. Bij deze verzwakkingswaarde moet rekening worden gehouden met het volledige kanaalverlies

Vezelverzwakking, wat overeenkomt met 3,5 dB/km voor multimode vezels bij 850 nm en 1,5 dB/km voor multimode bij 1300 nm (volgens ANSI/TIA-568-B.3 en ISO/IEC 11801-normen).

Vezelverbindingen (meestal 0,1 dB verlies), connectoren (meestal tot 0,5 dB) en andere verliezen.

De maximale kanaalverzwakking wordt als volgt gedefinieerd in de ANSI/TIA-568-B.1-standaard.

Optische vezels. Classificatie.

• IT-infrastructuur

Glasvezel is de de facto standaard bij het bouwen van backbone-communicatienetwerken. De lengte van glasvezelcommunicatielijnen in Rusland bij grote telecomoperatoren bedraagt> 50.000 km.
Dankzij glasvezel beschikken we over alle communicatievoordelen die voorheen niet beschikbaar waren.
Laten we dus proberen de held van de gelegenheid te overwegen: glasvezel.

In dit artikel zal ik proberen eenvoudig over optische vezels te schrijven, zonder wiskundige berekeningen en met eenvoudige menselijke verklaringen.

Het artikel is louter informatief, d.w.z. bevat geen unieke kennis, alles wat zal worden beschreven is te vinden in een heleboel boeken, maar dit is geen copy-paste, maar een uitpersing van de "hoop" aan informatie, alleen tot de essentie.

Classificatie

Laten we op het ‘alledaagse’ niveau uitleggen dat er sprake is van single-mode en multi-mode.
Laten we ons een hypothetisch transmissiesysteem voorstellen waarin een vezel is gestoken.
We moeten binaire informatie verzenden. Elektriciteitspulsen planten zich niet voort in de vezel, omdat het een diëlektricum is, dus we zenden lichtenergie uit.
Hiervoor hebben we een bron van lichtenergie nodig. Dit kunnen LED's en lasers zijn.
Nu weten we wat we als zender gebruiken: dit is licht.

Laten we eens nadenken over hoe licht in de vezel wordt geïntroduceerd:
1) Lichte straling heeft zijn eigen spectrum, dus als de vezelkern breed is (dit is bij een multimode vezel), zullen er meer spectrale componenten van licht de kern binnendringen.
We zenden bijvoorbeeld licht uit met een golflengte van 1300 nm, de multimode kern is breed en daarom zijn er meer voortplantingspaden voor de golven. Elk dergelijk pad is dat mode

2) Als de kern klein is (single-mode glasvezel), worden de golfvoortplantingspaden dienovereenkomstig verminderd. En aangezien er veel minder extra modi zijn, zal er geen spreiding van de modi zijn (hierover hieronder meer).

Dit is het belangrijkste verschil tussen multimode- en single-mode vezels.
Bedankt beveel, tegger, hazanko voor uw opmerkingen.

Multimode op hun beurt worden ze onderverdeeld in vezels met een stapsgewijze brekingsindex (stapsindex multi-mode vezel) en met een gradiëntindex (gradiëntindex m/mode vezel).

Enkele modus zijn onderverdeeld in getrapte, standaardvezels, dispersie-verschoven en niet-nul-dispersie-verschoven

Ontwerp van optische vezels

De invoer 50/125 geeft bijvoorbeeld aan dat de kerndiameter 50 micron is, de schaaldiameter 125 micron.

Kerndiameters van respectievelijk 50 µm en 62,5 µm zijn tekenen van multimode optische vezels, en respectievelijk 8-10 µm zijn tekenen van single-mode optische vezels.
De schaal heeft in de regel altijd een diameter van 125 micron.

Zoals u kunt zien, is de kerndiameter van een single-mode vezel veel kleiner dan de diameter van een multimode vezel. Een kleinere kerndiameter maakt het mogelijk om de modusdispersie te verminderen (waarover in een apart artikel kan worden geschreven, evenals problemen met de voortplanting van licht in de vezel), en dienovereenkomstig het transmissiebereik te vergroten. Single-mode vezels zouden dan echter multimodes vervangen vanwege betere ‘transport’-eigenschappen, al was het niet vanwege de noodzaak om dure lasers met een smal stralingsspectrum te gebruiken. Multimode vezels gebruiken LED's met een diffuser spectrum.

Daarom komen voor goedkope optische oplossingen, zoals lokale netwerken van internetproviders, multimode-toepassingen voor.

Brekingsindexprofiel

De hele dans met een tamboerijn op de vezel om de transmissiesnelheid te verhogen lag rond het brekingsindexprofiel. Omdat de belangrijkste beperkende factor voor het verhogen van de snelheid de modusspreiding is.
In het kort is de essentie dit:
wanneer laserstraling de vezelkern binnendringt, wordt het signaal er doorheen verzonden in de vorm van afzonderlijke modi (grofweg: lichtstralen. Maar in feite verschillende spectrale componenten van het ingangssignaal)
Bovendien komen de "stralen" onder verschillende hoeken binnen, waardoor de voortplantingstijd van de energie van individuele modi verschilt. Dit wordt geïllustreerd in de onderstaande figuur.

Er worden hier 3 brekingsprofielen weergegeven:
stap en gradiënt voor multimode glasvezel en stap voor single-mode.
Het is duidelijk dat in multimode vezels de lichtmodi langs verschillende paden reizen, maar vanwege de constante brekingsindex van de kern, met DEZELFDE snelheid. De mods die gedwongen worden een onderbroken lijn te volgen, komen later dan mods die een rechte lijn volgen. Daarom wordt het oorspronkelijke signaal in de tijd uitgerekt.
Een ander ding is met een gradiëntprofiel: de modi die voorheen langs het centrum gingen, vertragen, en de modi die een gebroken pad volgden, versnellen juist. Dit gebeurde omdat de brekingsindex van de kern nu onstabiel is. Het neemt parabolisch toe vanaf de randen naar het midden.
Hierdoor kunt u de transmissiesnelheid verhogen en een herkenbaar signaal verkrijgen bij de receptie.

Toepassingen van optische vezels

Hieraan kunnen we toevoegen dat trunkkabels nu bijna allemaal worden geleverd met een dispersieverschuiving die niet nul is, wat het mogelijk maakt om spectrale golfmultiplexing op deze kabels te gebruiken (

Het is tegenwoordig niet zo eenvoudig om iemand te verrassen met glasvezel in uw huis, werk of zelfs appartement. Datatransmissietechnologieën via glasvezelcommunicatielijnen verspreiden zich met enorme snelheid. De installatie van zowel nieuwe optische kabels als modernisering ter vervanging van bestaande kabels is voortdurend aan de gang. koperen kabels(verouderde DSL-technologie), naar optisch.

We horen vaak vragen over glasvezelcommunicatielijnen. In dit artikel wil ik een van de veelgestelde vragen beantwoorden over het verschil tussen single-mode en multimode optische kabels in eenvoudige woorden, begrijpelijk voor de eindgebruiker.

Dus wat is mode en wat betekent het? Modi zijn de soorten elektromagnetische oscillaties die zich voortplanten in een optische vezel. Elke modus heeft zijn eigen fase- en groepssnelheid. Groepssnelheid verwijst naar de snelheid van energieoverdracht, en fasesnelheid verwijst naar de bewegingssnelheid van de golffase. Als we het voorbeeld van het gewone nemen elektromagnetische golven, dan zijn zowel de fase- als de groepssnelheden gelijk aan de lichtsnelheid, maar in een glasvezelkabel verschillen de snelheden en zijn ze afhankelijk van de frequentie van de golfoscillaties, van de diameter van de vezel en van de materialen waaruit de kabel bestaat. is gemaakt. Het is vanwege deze combinaties van kabeleigenschappen dat verstrooiing (modusdispersie) optreedt.

Op basis van de definitie van de modus maakt MultiMode MM-glasvezel het mogelijk om meerdere lichtsignalen te leveren. Single-mode (SingleMode MM) - laat slechts één signaal er doorheen.

Het lijkt erop dat multimode glasvezel een voordeel heeft ten opzichte van singlemode glasvezel, maar dit is slechts op het eerste gezicht het geval. Multimode heeft een belangrijk nadeel: hoge modusspreiding.

De vezelkerndiameter van een multimode-kabel is 50 micron of meer. Door deze breedte kunnen verschillende modi in één vezel worden ingevoerd, maar wordt ook de kans op lichtreflectie vanaf het buitenoppervlak van de kern vergroot, wat signaalverzwakking veroorzaakt. Dienovereenkomstig is het gebruik van een dergelijke kabel voor het leveren van een signaal over lange afstanden alleen mogelijk als het aantal repeaters wordt vergroot, wat de kosten van het project aanzienlijk verhoogt. De gegevensoverdrachtsnelheid bedraagt ​​2,5 Gb/s

Voor een single-mode kabel is de kerndiameter 10 micron of minder. In een vezel met deze diameter wordt de kans op verspreiding aanzienlijk verminderd, waardoor gegevens over lange afstanden kunnen worden verzonden. Single-mode glasvezel maakt gegevensoverdracht mogelijk met een snelheid van 10 Gb/s. Maar tegelijkertijd zijn single-mode kabel- en schakelapparatuur daarvoor duurder. Ook zijn de lasverbindingen van een single-mode gevoeliger voor de laskwaliteit.

Waar en welke vezels kan ik het beste gebruiken? Meestal wordt multimode optische vezel gebruikt om te organiseren kleine maten binnen een gebouw of aangrenzende gebouwen (ongeveer 500 meter). met single-mode vezels worden gebruikt om afgelegen gebouwen met elkaar te verbinden, bijvoorbeeld om een ​​videobewakingssysteem binnen een wijk, stad of zelfs een snelweg (1000 meter of meer) te organiseren.