Trefjar vs kopar: Fjárhagsáætlun hlekkja ákvarðar áreiðanleika

Gakktu inn á hvaða uppsetningarstað sem er og þú munt að lokum heyra sömu kvörtunina: Hlaupið er vel undir 100 m, snúran er metin fyrir hraðann, rofatengin eru réttar - og samt kemur vottunarskýrslan aftur sem bilun, eða sjóntengillinn fellur niður á nokkurra mínútna fresti undir álagi. Sölubæklingurinn sagði að þetta ætti að virka. Svo hvers vegna gerði það ekki?

Heiðarlega svarið er þaðljósleiðara vs kopar snúruer röng spurning til að byrja með. Báðir miðlar munu bera merki. Það sem ákveður hvort tiltekinn Ethernet tengill virkar í raun - við 1G, 10G, eða umfram - er líkamlegt-lagskostnaðarhámarkið: sett af mælanlegum dB gildum fyrir dempun, víxlmælingu, skilatap og hávaðamörk. Ef þessi númer lokast ekki mun ekkert val um snúru eða senditæki vista hlekkinn. Ef þeir loka með nægilegt höfuðrými getur hvor miðillinn skilað gallalaust.

Þessi handbók er skrifuð fyrir verkfræðinga, uppsetningaraðila og netsamþættara sem vita nú þegar hvað Cat6A og OS2 eru og vilja skilja hvað er í raun að gerast inni í snúrunni, hvernig á að lesa vottunarskýrslu eða gagnablað senditækis og hvers vegna tveir „sömu“ tenglar geta hegðað sér gjörólíkt á þessu sviði.

Hvernig kopar og trefjar bera merki á líkamlega lagið

Grundvallarmunurinn á kopar og trefjum er ekki „rafmagn vs sjón“ - það er ramma kennslubókarinnar og það hjálpar þér ekki að stærð tengil. Gagnlegi munurinn erhvernig hver miðill mistekstþegar þú ýtir á tíðni, fjarlægð eða streitu í umhverfinu.
 

Kopar: Jafnvægi mismunapör undir tíðniálagi

Ethernet koparrás sendir hvert merki sem spennumun milli tveggja leiðara í snúnu pari. Snúningurinn er ekki snyrtilegur - það er ástæðan fyrir því að miðillinn virkar á gígabita hraða. Hver snúningur tengir leiðarana tvo jafnt við hvaða ytri hávaðagjafa sem er, þannig að algeng-hamstruflun hættir við móttakara. Því þéttari og samkvæmari sem snúningshraði er, því betri er höfnunin.

Verðið sem þú borgar er að hver færibreyta verður-háð tíðni. Þegar Ethernet hraði hækkaði (Cat5e hljóp í 100 MHz, Cat6 tvöfaldaði það í 250 MHz, Cat6A aftur í 500 MHz), versnuðu þrjár skerðingar samtímis: innsetningartap jókst, nær-enda þvertaling (NEXT) tengdist meira árásargjarnt á milli pöra og viðnámstengingar endurspegluðu meiri orkustrauma við sendingar. Númer kapalflokka er í raun tíðniflokkun - hærri flokkar eru hannaðir til að halda þessum þremur skerðingum í skefjum á hærri rekstrarsviðum.

Trefjar: Heildar innri endurspeglun án rafmagns hávaða gólf

Trefjaþráður takmarkar ljóspúls við glerkjarna með því að umlykja hann klæðningu með aðeins lægri brotstuðul. Ljós sem lendir á mörkunum í nógu grunnu horni endurkastast aftur inn í kjarna - heildar innri endurspeglun - og breiðir út lengd trefjarins sem stýrða bylgju. Vegna þess að burðarefnið er ljóseindaflæði, ekki rafeindastraumur, hefur trefjar ekkert rafhljóðgólf, ekkert EMI næmi og engin þörf á mismunaboðum.

Takmörk trefja eru mismunandi í eðli sínu. Tveir ráðandi á fyrirtækjamælikvarða erudempun(sjónafl tapað á kílómetra, í dB/km, fyrst og fremst frá Rayleigh dreifingu og litlum frásogstoppum) ogdreifingu(hversu skarpur púls dreifist í tíma þegar hann breiðist út). Dreifing kemur í tveimur bragðtegundum sem skipta máli í reynd: mótaldreifing í multimode trefjum, þar sem mismunandi geislaleiðir berast á mismunandi tímum, og litdreifing í single-mode trefjum, þar sem mismunandi bylgjulengdir í upprunarófinu ferðast með aðeins mismunandi hraða. 9 µm kjarni stakra-þráða trefja er nógu lítill til að styðja aðeins eina útbreiðslustillingu, sem útilokar dreifingu móta algerlega og er tæknilega ástæðan fyrir því að einn-hamur nær miklu lengra en fjölhamur á sama hraða - sjáOS1 vs OS2 einfaldur-hamur trefjarfyrir hagnýtan mun innan einnar-stillingar fjölskyldunnar, ogOM1–OM5 multimode trefjar fjarlægðarmörkfyrir hvernig kjarnastærð og bandbreidd-fjarlægðarvara þýða raunverulegt umfang.

Skerðingarnar sem í raun takmarka hvern kapal

Markaðsafrit segir að kopar sé "næmur fyrir EMI" og trefjar séu "ónæmir." Það er satt en gagnslaust fyrir verkfræði. Hér að neðan eru sérstakar skerðingar sem koma fram í raunverulegum prófunarskýrslum, með dB sviðum sem aðgreina virkan hlekk frá lélegum.

Koparrásarskerðing

• Innsetningartap (IL):Merkjaaflið dreifðist sem hiti og rafmagnstap meðfram rásinni. SamkvæmtIEEE 802.3 Ethernet staðallClass EA rásarlíkan fyrir Cat6A, versta-fall innsetningartaps við 500 MHz takmarkast við 49 dB yfir 100 m rás. Farðu yfir það og SNR móttakarinn hrynur. Of löng er algengasta ástæðan fyrir IL bilun; lélegar uppsagnir eru skammt undan.
• Nálægt-End Crosstalk (NEXT) og PSNEXT:Orka frá sendipari sem tengist aðliggjandi pari í sama enda kapalsins. NEXT er einn viðkvæmasti vísbendingin um lúkningargæði - að tvinna meira en 13 mm af pari við tjakkinn mun sýnilega rýra það. Power Sum NEXT (PSNEXT) safnar framlögum frá öllum þremur öðrum pörum yfir á fórnarlambsparið, og það er gildið sem skiptir máli fyrir 10GBASE-T vegna þess að staðallinn keyrir öll fjögur pörin samtímis.
• Ávöxtunartap (RL):Hluti sendrar orku sem endurspeglast aftur til uppsprettans með ósamræmi viðnáms. TIA-568 lokar Cat6A RL um 19 dB á lágri tíðni, hallar niður með tíðninni. Lestu meira um greinarmuninn á milliinnsetningartap vs ávöxtunartapef þú vilt túlka vottunarspor rétt.
• Alien Crosstalk (PSANEXT, PSAACRF):Tenging frá einum snúru í nágrannasnúru í sama búnti. Undir 10G er þetta ekki mælt; fyrir 10GBASE-T er það skyldubundið Cat6A vettvangspróf og er færibreytan sem ýtti undir kynningu á flokknum. Þröng búnt í heitum bakka eru þar sem bilanir í víxlspjalli geimvera einbeita sér.
• ACR-F (áður ELFEXT):Ytri-þvertaling staðlað í innsetningartapi - í raun merki-til-yfirtalshlutfalls í fjærendanum. Mikilvægt fyrir 10GBASE-T, en minni uppsögn-viðkvæm en NEXT.

Skerðingar á trefjarásum

• Dempun:Um það bil 0,35 dB/km fyrir staka-stillingu við 1310 nm og 0,22 dB/km við 1550 nm; 3,0–3,5 dB/km fyrir OM3/OM4 fjölstillingu við 850 nm. Línulegt með fjarlægð, sem gerir trefjafjárveitingar auðvelt að reikna út. Fyrir dýpri skoðun á því hvar tap á uppruna sinn, sjáinnsetningartap í ljósleiðaranetum.
• Tap innsetningar tengis:Hrein, rétt pöruðLC tengibætir við u.þ.b. 0,3–0,5 dB. Samrunasplús bætir við um 0,1 dB. Vélrænar skeytir bæta við 0,3–0,5 dB. Þessar tölur stafla fljótt - fjögurra-plástra-spjaldsvæði getur brennt 2 dB af kostnaðarhámarki áður en trefjarinn sjálfir dregur úr einhverju.
• Macrobend tap:Að beygja trefjar undir lágmarksbeygjuradíus leyfir ljósi að komast út úr kjarnanum. Hefðbundin G.652.D stakur-hamur tapar um 0,5–1 dB í hverri beygju við 15 mm radíus við 1550 nm. Beygðu-ónæmar G.657 trefjar þrýsta þeim radíus niður í 7,5 mm eða minni.
• Örbeygja og streitutap:Þrýstingur til hliðar á kapalnum (of hert strengjabönd, skarpir klemmupunktar) myndar litlar reglubundnar truflanir á kjarnanum sem dreifa ljósi. Oft ósýnilegt fyrir augað og mjög sýnilegt á OTDR spori.
• Tengienda-andlitsmengun:Samstaða iðnaðarins er um að menguð enda-andlit séu enn helsta orsök ljósleiðaravandamála. Ein ögn í kjarnasvæðinu getur aukið innsetningartapið um 1 dB eða meira og skaðað samsvörunina við innsetningu. Skoðunarviðmið eru formleg íIEC 61300-3-35, sem flokkar fjögur svæði enda-andlitsins - A kjarna, B klæðningu, C lím, D snertiefni - með smám saman rýmri vikmörkum í átt að ytri brúninni.

Taktu eftir samhverfunni: versti óvinur kopars í aðgangslaginu eru uppsagnargæði (sem birtist sem NEXT og RL bilanir); versti óvinur trefja er hreinleiki tengisins (sem kemur fram sem tap á innsetningu). Hvort tveggja er vinnubrestur, ekki miðlungs bilun.

Tengdu fjárhagsáætlun

Mikilvægasta setningin í þessari grein:hönnun ljósleiðara er stjórnað af ljósafli, hönnun kopar tengis er stjórnað af rafmagnstapi. Reikningurinn er mismunandi, en meginreglan er eins - heildarkostnaðaráætlun dB verður að fara yfir summan af öllum tapum með vinnuframlegð afgangs.

Hvernig á að reikna út kostnaðarhámark fyrir ljósafl

Sjónafl kostnaðarhámarks sendiviðtakapars er versti-munurinn á milli lágmarksúttaks sendanda og hámarks (minnst næma) móttakaranæmis:

Optical Power Budget (dB)=Min Tx Power (dBm) − Min Rx Sensitivity (dBm)

Fyrir dæmigerða 10GBASE-LR SFP+ einingu eru -verstu-gildin sem framleiðandinn birti um það bil:

• Min Tx afl: −8,2 dBm
• Min Rx næmi: −14,4 dBm
• Kostnaðaráætlun ljósafls: (−8,2) − (−14,4)=6.2 dB

Fyrir 10GBASE-SR yfir OM3, með Min Tx um −7,3 dBm og Rx næmi um −11,1 dBm, er kostnaðarhámarkið um það bil 3,8 dB. Þetta er ástæðan fyrir því að sami 10G hraði nær 10 km í einni-stillingu og aðeins 300 m á OM3 - er kostnaðarhámarkið meira en 60% minna og fjölstillingardeyfing á hvern kílómetra er um það bil tífalt hærri. Sjá ítarlegri hlið-við-hljóðsendingarmöguleikaeinn-ham SFP vs multimode SFPogSFP vs SFP+.
 

Unnið dæmi: Mun 7 km 10GBASE-LR hlekkur lokast?

Taktu alvöru háskólasvæði: 7 km einhleyp-stillingahlekkur á milli tveggja bygginga, með tveimur LC plástursnúrum (einni á enda) og þremur samrunasamböndum meðfram hlaupinu. Tjónabókhald lítur svona út:

Tengillinn lokar, en með aðeins 1,45 dB höfuðrými. Það er nóg til að starfa, en eitt óhreint tengi sem bætir við 1 dB tapi myndi ýta því í jaðarástand. Í reynd líta verkfræðingar á 3 dB af framlegð eftir-fjárhagsáætlun sem lágmark fyrir framleiðslu-áreiðanleika. Fyrir þessa tilteknu keyrslu er útvíkkað-ljóstæki (10GBASE-ER, með u.þ.b. 16 dB kostnaðarhámarki) öruggari forskriftin.

Koparjafngildið: Versta-pörunarframlegð á vottunarskýrslu

Koparvottun notar ekki eina sameinaða „fjárhagsáætlun“ númer - í staðinn, hver færibreyta (IL, NEXT, PSNEXT, RL, ACR-F) er borin saman við tíðni-háð markalínu í rásarprófinu. Viðkomandi jafngildi "fjárhagsframlegðar" erversta-framlegð pars: minnsta dB fjarlægð milli mældu ferilsins og markakerfu staðalsins, hvar sem er á sópasviðinu.

Reynsla á vettvangi frá sérfræðingum í kaðallvottun er í samræmi við eitt atriði: Cat6A hlekkur sem fer með verstu-pörunarmörkum undir u.þ.b. 1 dB ætti að meðhöndla sem „pass en áhættusamur“. Þetta eru hlekkirnir sem mynda 10G fall með hléum þegar hitastig hækkar, þegar aðliggjandi snúrur verða aftur-þéttar fyrir geimveruspjall, eða þegar mikil-PoE hitar koparleiðarana og breytir tapeiginleikum þeirra. Vottunin „PASS“ er rétt; rekstrarframlegðin er bara of þunn.

Af hverju „10 Gbps“ þýðir tvo mjög ólíka hluti á kopar og trefjum

Þetta er sá punktur sem flest trefjar-samanburður-kopar missir af. Að ná 10 Gbps yfir koparsnúið par og slá 10 Gbps yfir trefjapar krefst gjörólíkrar merkjatækni og munurinn útskýrir næstum hvern niðurstreymiskostnað, hita og áreiðanleikabil þar á milli.

Afgreiðslan er verkfræði, ekki markaðssetning: 10GBASE-T dregur út 10 Gbps hleðslu úr 500 MHz koparrás með því að stafla árásargjarnri DSP, fjöl-mótun og öflugri FEC ofan á kapalverksmiðjuna. Staðallinn virkar - en aðeins vegna þess að kapalverksmiðjan er haldin mjög þéttum vikmörkum. Trefjar á 10G keyra einfalda tveggja-merkjasendingu yfir miðil með stærðargráðum meira loftrými en táknhraði þarf. Það er líka ástæðan fyrir því að 10GBASE-T sílikon verður heitari, eyðir 2–5× krafti 10G SFP+ og hefur strangari umhverfishitamörk í þéttum rofauppsetningum. Sömu skipta-er um10GBASE-T vs SFP+ 10GbEfyrir hönnuði að velja á milli.

Þessi sama viðskipti-eykst við 25G og hærri. PAM-4 (notað við 25GBASE-T og á hverri PAM-4 optískri braut allt að 400G) tvöfaldar bitahraðann á táknið á kostnað um það bil 9,5 dB af lóðréttu auga SNR -, sem er ástæðan fyrir því að 25GBASE- er sjaldan til í notkun á pappír, en er sjaldan virkt í kopar og ethernet flutt í trefjar, MPO ferðakoffort og háþéttni senditæki.

Próf og vottun: Hvernig þú sannar að hlekkurinn muni raunverulega halda

„Stingdu því í samband og smelltu því“ er ekki að prófa. Hlekkur sem smellir í dag getur bilað undir hitasveiflu á morgun. Iðnaðar-staðlað vottun veitir þér skjalfesta, rekjanlega,-þröskulda-staðfesta/misheppnuðu skrá - og auðkennir jaðartenglana sem eru -aðeins-umsækjendur í dag.

Koparvottun (TIA-1152 / ISO 14763-4)

Sviðsvottunaraðili (Fluke DSX, EXFO MaxTester, Softing WireXpert) sópar rásinni yfir viðkomandi tíðnisvið og tilkynnir gegn mörkum staðalsins:

• Wiremap, lengd, útbreiðslu seinkun, seinkun skekkja
• Innsetningartap (IL) á pari á móti tíðni
• NEXT og PSNEXT á pari samsetningu á móti tíðni
• ACR-F og PSACR-F á samsetningu pars á móti tíðni
• Return Tap (RL) á pari á móti tíðni
• DC lykkjuviðnám og ójafnvægi viðnáms (mikilvægt fyrir PoE++ tegund 3/4)
• Fyrir Cat6A: PSANEXT og PSAACRF (alien crosstalk) - skylda fyrir 10GBASE-T hæfi

Gagnleg forgangsröð þegar skýrsla er lesin: athugaðu prófunarstaðalinn og tengitegundina (rás vs varanleg hlekkur vs MPTL) fyrst; finndu síðan verstu-pörunarmörkin fyrir NEXT, PSNEXT og RL; sannreyndu síðan geimveru-crosstalk hvort hlekkurinn muni bera 10G. Hreint „PASS“ með 6+ dB verstu-pörsmörkum er traust. „PASS“ með undir-1 dB framlegð er vandræðamiði sem bíður þess að gerast.

Trefjavottun (Tier 1 og Tier 2)

Tvær aðskildar prófunaraðferðir gilda:

• Tier 1 - Optical Loss Test Set (OLTS):Ljósgjafi í öðrum endanum og aflmælir í hinum, sem mælir heildartap í tvíátta innsetningar við vinnslubylgjulengd (venjulega 850/1300 nm fyrir fjölstillingu; 1310/1550 nm fyrir einn-ham). Mælt tap er borið saman við útreiknað leyfilegt tap sem fæst út frá lengd trefja, fjölda tengi og fjölda skeyta. Þetta er ígildi "höldum við okkur innan fjárhagsáætlunar."
• Tier 2 - OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer):Púls-miðuð mæling sem framleiðir atburð-með-atburðarspori á öllu hlekknum - sérhvert tengi, skeyti og stórbeygju birtist sem stakur atburður með mældu tapi og endurkasti. Nauðsynlegt fyrir varanlegar-tenglaábyrgðir á mikilvægum innviðum og ómissandi fyrir bilanastaðsetningu á uppsettri verksmiðju.
• Ljúka-andlitsskoðun (IEC 61300-3-35):Stafræn trefjasjónauki flokkar hvern tengienda- fyrir hvert svæði. Fyrir trefjar í einum-stillingu bannar staðallinn allar rispur eða galla á kjarnasvæðinu (svæði A). Multimode er fyrirgefnari - rispur allt að 3 µm og lítill fjöldi galla allt að 5 µm þolist. Skoða skal hverja trefjaenda- og, ef nauðsyn krefur, hreinsa fyrir pörun, í hvert skipti. Það er engin undantekning, jafnvel fyrir{10}}verksmiðjusnúrur beint úr pokanum.

  

Bilunarstillingar: Hvað brýtur í raun á sviði

Fræðileg skerðingarlíkön eru gagnleg; raunverulegar bilunarstillingar sem þú munt hitta á vinnustað eru þrengri. Hér er empiríski stuttlistinn, raðað eftir því hversu oft hver og einn birtist á raunverulegum innsetningum.

Koparsviðsbilanir, flokkaðar eftir tíðni

1. Ósnúin pör við uppsögnina.Algengasta Cat6A vottunarbilunin. Staðlar leyfa aðeins um 13 mm ósnúning á tjakknum; margir uppsetningaraðilar snúa 25 mm eða meira. NEXT og PSNEXT hrynja, sérstaklega í efri enda getraunarinnar þar sem 10GBASE-T starfar. Lagfærðu: aftur-slíta, varðveita snúninginn eins nálægt IDC og líkamlega mögulegt er.
2. Óhófleg rásarlengd.Kapalverksmiðjan var lengur en áætlað var og IL fer yfir 100 m rásarmörk. Oft varanlegt-tengillvandamál þar sem lárétt keyrsla og plásturssnúrur fara yfir kostnaðarhámarkið. Lagaðu: styttu hlaupið, fjarlægðu slakar lykkjur eða skiptu með millikrossi-tengja.
3. Alien crosstalk í þéttum knippum.Cat6A UTP þétt saman með tuttugu öðrum Cat6A UTP snúrum í heitum bakka mistekst PSANEXT - jafnvel þó að hver einstakur hlekkur standist rásarpróf í einangrun. Lagfærðu: auka snúrubil, notaðu F/UTP með réttri jarðtengingu eða fjarlægðu-búnt í gegnum hluta af keyrslunni.
4. Óviðeigandi jarðtengd hlífðarsnúra.F/UTP eða S/FTP uppsetning sem er jarðtengd í aðeins einum enda, eða jarðtengd við tilvísun með hugsanlegum mun á milli enda, getur valdið verri EMI hegðun en UTP. Skjöldurinn verður loftnet í stað hindrunar. Lagfæring: tengja öll hlífðarrennsli við sömu jöfnunarmarksviðmiðun samkvæmt TIA-607.
5. PoE-völdum tapsrek.Há-afl PoE (gerð 3 við 60 W, gerð 4 við 90 W undirIEEE 802.3bt) hitar leiðarana. Innsetningartap er -háð hitastigi - kapall sem er vottaður við 20 gráður getur virst 5–10 gráður heitari við viðvarandi PoE++ álag, veðrunarmörk. Þetta veldur sjaldan beinlínis bilun en rýrar þunnt-jaðartengla.

Bilun á trefjasviði, flokkuð eftir tíðni

1. Mengað tengi-andlit.Með samstöðu iðnaðarins, ríkjandi orsök trefjatengingarvandamála. Húðolíur, ló af fötum, ryk flutt af rykhettum, -handkremleifar - eitthvað af þessu á kjarnasvæðinu dreifa eða gleypa ljós. Nýtt plásturssnúra frá verksmiðju- beint úr pokanum er ekki tryggt að hún sé hrein. Lagfærðu: skoðaðu hvert andlit- fyrir pörun, í hvert skipti, með því að nota 200× eða 400× trefjasjónauka og hreinsaðu í samræmi við IEC 61300-3-35 skilyrði. FullurLeiðbeiningar um gerð ljósleiðaratengiafer í gegnum rúmfræði ferrulsins og endar-andlitspólsku stíla í smáatriðum.
2. Makróbeygja.Kapalbandið dregið of þétt, trefjar vafið um skarpt horn, slaki geymdur í spólu sem er þéttari en lágmarksbeygjuradíus. Oft ósýnilegt auga; mjög sýnilegur á OTDR rekstri sem ó-endurspeglandi atburður með mælanlegu tapi. Festa: létta beygjuna; skipta út hlutanum ef tapið jafnar sig ekki. TheUppsetningarleiðbeiningar fyrir ljósleiðaranær yfir lágmarksbeygjuradíus og tog-spennumörk eftir kapalgerð.
3. Slit og misskipting tengihylkja.Slitnar eða rispaðar hyljur eftir endurteknar innsetningar í prófunarumhverfi, eða mengun sem felld er inn með pörun án skoðunar. The ferrules halda ekki lengur kjarna í sammiðja röðun. Lagfæring: skiptu um tengið eða plástursnúruna.
4. Röng trefjagerð eða misræmi í bylgjulengd.OM3 jumper settur inn í einn-ham tengil, eða 1310 nm ljósleiðara sem starfar í trefjar sem tilgreindur er fyrir 1550 nm. Stundum fer hlekkurinn samt framhjá umferð með skertri frammistöðu, sem hyljar málið. Lagfæring: Staðfestu trefjagerð, litakóða jakka (gulur fyrir SMF, aqua fyrir OM3/OM4, lime grænn fyrir OM5) og bylgjulengd senditækis í báðum endum.
5. Pólunarvillur í MPO/MTP kerfum.Tegund A vs Tegund B vs Tegund C skautunarruglingur í 12 trefja eða 24 trefja burðarrás. Hlekkurinn tengist líkamlega en sendir pör með sendingu. TheMTP vs MPO valleiðbeiningarfer í gegnum pólunarkerfin frá enda-til-enda. Lagfærðu: staðfestu pólun fyrir gangsetningu; bera pólunarmillistykki til að leiðrétta svið.