Skref-Vísitölu vs einkunna-Vísitrefjar: Hvort er betra?

Skref-vísitala og stig-vísitala eru tvær í grundvallaratriðum ólíkar útfærslur á fjölstillingu trefjum og aðgreiningin skiptir meira máli en margir netkerfisskipuleggjendur gera sér grein fyrir. Brotstuðullssniðið inni í trefjakjarnanum ákvarðar hvernig ljós breiðist út, hversu mikil mótadreifing á sér stað og að lokum hversu mikla bandbreidd multimode hlekkur getur skilað.

Í stuttu máli: flokkaðar-fjölstillingar trefjar eru allsráðandi í nútíma húsnæði og gagnaverum, vegna þess að fleygbogabrotstuðullinn dregur verulega úr púlsvíkkun. Step-index multimode fiber, sem einu sinni var algengur, er nú takmörkuð við sessnotkun eins og plastljósleiðara (POF) neytendatengla og ákveðnar iðnaðar- eða menntauppsetningar. Þessi handbók útskýrir hvers vegna, með tilvísunum í iðnaðarstaðla og hagnýt valviðmið.
 

Skref-Vísitölu vs einkunna-Vísitrefjar í hnotskurn

Hvað er Step-Index Multimode Fiber?

Í þrepa-vísitölu fjölstillingu trefjar, deilir allur kjarninn einum, einsleitum brotstuðul. Á mörkum kjarna og klæðningar lækkar vísitalan verulega - þar af leiðandi er nafnið "skref." Ljós sem kemur inn í kjarnann endurkastast frá þessum mörkum í sikksakkmynstri, skoppandi frá vegg til vegg þegar það ferðast meðfram trefjunum.

Vandamálið er að mismunandi ljósstillingar koma inn í mismunandi sjónarhornum, þannig að þeir fylgja mislöngum slóðum. Geisli sem fer næstum beint niður ásnum nær minni vegalengd en sá sem skoppar í bröttu horni. Vegna þess að brotstuðullinn er sá sami alls staðar inni í kjarnanum, ferðast allir stillingar á sama hraða - sem þýðir að brattir-horngeislarnir eru einfaldlega lengur að berast. Að tímasetning dreifist á milli hraðasta og hægasta stillingarinnar ermótal dreifingu, og það er aðal bandbreiddartakmarkari í hvaða multimode trefjum sem er.

SamkvæmtLjósleiðarafélag (FOA), skref-vísitölu gler fjölstillingar trefjar eru ekki lengur mikið notaðar í fjarskiptum. Í dag nota aðeins ljósleiðarar úr plasti (POF) og plast-klædd kísil (PCS/HCS) enn þrepa-vísitöluhönnun, aðallega fyrir stutta hljóð- eða myndtengla fyrir neytendur. Í hagnýtri netkaðall hefur þrepa-fjölstillingar trefjum verið skipt út nánast algjörlega fyrir flokkaða-vísitöluhönnun.

Þar sem þrep-Index Fiber birtist enn

Frá sjónarhóli nethönnunar er ólíklegt að þú lendir í þrepa-vísitölu fjölstillingu trefjum í nútímalegu skipulögðu kaðallverkefni. En það hefur ekki horfið alveg. Aðstæður þar sem skref-vísitala gæti enn verið viðeigandi eru:

• Kennslustofur sem sýna fram á fjölstillingarreglur og dreifingaráhrif
• POF-undirstaða stutta-fjarlægðartengla í rafeindatækni, bifreiðum í-bílakerfi eða hljóðkerfum heima
• Ákveðin iðnaðarskynjunarforrit þar sem einfaldari trefjauppbyggingin og stærri kjarni eru hagnýt
• Eldri uppsetningar sem hafa ekki enn verið uppfærðar

Ef þú ert að vinna meðgler á móti ljósleiðara úr plasti, það hjálpar til við að skilja að POF er skref-vísitölu í eðli sínu, á meðan nánast allir glerfjölstillingar trefjar sem seldir eru fyrir netkerfi í dag nota stigað-vísitölusnið.
 

Hvað er flokkað-Index Multimode Fiber?

Einkunnar-vísitölu fjölstillingar trefjar nota aðra nálgun. Í stað þess að vera einsleitur kjarna er brotstuðullinn hæstur í miðjunni og minnkar smám saman - venjulega eftir næstum-fleygboga - í átt að klæðningunni. Alþjóðafjarskiptasambandið flokkar þessa trefjategund undirITU-T G.651.1.

Þetta fleygbogasnið breytir eðlisfræði ljósútbreiðslu á mikilvægan hátt. Í stað þess að skoppa í skörpum sikksakk endurspeglum, fylgja ljósgeislar sléttum bogadregnum leiðum í gegnum kjarnann. Háttur sem fer lengra frá miðju - og nær yfir líkamlega lengri leið - færist í gegnum svæði með lægri brotstuðul, þar sem hann ferðast hraðar. Á sama tíma nær nær-ásstilling styttri vegalengd en færist í gegnum hærri-vísitölumiðjuna á minni hraða. Niðurstaðan er sú að mismunandi stillingar berast yst á trefjunum miklu nær saman í tíma.

Þessi hraðajöfnunaráhrif eru ástæðan fyrir því að flokkaðir-vísitrefjar hafa mun minni formdreifingu en þrepa-vísitrefjar. Fræðilega séð getur fullkomlega fleygbogasnið dregið úr dreifingu milli samskipta um u.þ.b. 1.000 stuðul miðað við þrepa-vísitölu. Í raunverulegri-framleiðslu í heiminum nást stöðugt um 100 sinnum meiri bandbreidd-vísitölu - nóg til að styðja margra-gígabita Ethernet yfir hundruð metra.

Hvers vegna flokkaður-vísitala er staðallinn fyrir nútíma fjölstillingarkerfi

Sérhver núverandi OM flokkun fjölhams trefja - OM1, OM2, OM3, OM4 og OM5 - er byggð á flokkuðri-vísitölukjarna. OM tilnefningarnar, skilgreindar íANSI/TIA-568.3 og ISO/IEC 11801, tilgreindu lágmarkskröfur um bandbreidd sem aðeins flokkaðir-vísitöluprófílar geta uppfyllt. Til dæmis:

• OM3(50/125 µm, leysir-bjartsýni): skilvirk bandbreidd 2000 MHz·km við 850 nm, styður 10 Gigabit Ethernet allt að 300 m
• OM4(50/125 µm, leysir-bjartsýni): skilvirk bandbreidd 4700 MHz·km við 850 nm, styður 10 Gigabit Ethernet allt að 550 m
• OM5(50/125 µm, breiðband): eykur OM4 forskriftina til að styðja við stutt-bylgjulengdardeilingu (SWDM) yfir 850–953 nm

Fyrir nákvæman samanburð á fjarlægðarmörkum og gagnahraða í öllum OM flokkum, sjá leiðbeiningar okkar umOM1–OM5 multimode trefjar fjarlægðarmörk.

Eldri OM1 (62,5/125 µm) og OM2 (50/125 µm) flokkanir voru fyrst og fremst hönnuð fyrir LED ljósgjafa. Samkvæmt nýjustu endurskoðun á TIA staðlinum (ANSI/TIA-568.3-E), hafa OM1 og OM2 verið færðar í viðauka og er ekki lengur mælt með þeim fyrir nýjar uppsetningar. Nútíma dreifing tilgreinir yfirgnæfandi OM3 eða OM4 leysibjartsýni trefjar með flokkuðu vísitölu parað við 850 nm VCSEL senditæki.

Lykilmunur útskýrður

Brotstuðullssnið

Þetta er rótargreinin. Step-index trefjar hafa flatan, einsleitan brotstuðul þvert yfir kjarnann með einni skörpum mörkum. Gráða-vísitrefjar hafa stöðugt breytilegan stuðul - hæst í miðjunni, minnkandi út á við í næstum-fleygbogaformi. Allt annað leiðir af þessum skipulagsmun.

Modal Dispersion og bandbreidd

Í þrepi-vísitölu fjölstillingar trefjum, takmarkar mótaldreifing hagnýta bandbreidd við u.þ.b. 20–100 MHz·km. Það takmarkar nothæfan gagnahraða og vegalengdir verulega. Í flokkuðum-vísitölu fjölstillingu trefjum, jafnar fleygbogasniðið ferðatíma ham, ýtir bandbreidd inn á bilið 500 MHz·km (OM2) til 4700 MHz·km (OM4) og lengra. Þetta er ástæðan fyrir því að flokkaðir-vísitöluleiðarar geta borið 10 Gbps, 40 Gbps eða jafnvel 100 Gbps Ethernet umferð yfir þýðingarmiklar vegalengdir - eitthvað sem skref-vísitölu fjölstillingar trefjar geta einfaldlega ekki gert.

Ljós fjölgun

Step-index fiber framleiðir stakar sikksakk hopp. Gráða-vísitrefjar framleiða samfelldar bogadregnar slóðir sem líkjast sinusbylgjum -, mildara, stýrðara útbreiðsluformi sem dregur úr púlsvíkkun yfir sömu tengilengd.

Hagnýt forrit

Í alvöru kaðallákvörðunum er þetta ekki náin samkeppni. Ef þú ert að tilgreina trefjar fyrir fyrirtækis staðarnet, burðargrind háskólasvæðis, samtengi gagnavera eða hvers kyns skipulögð kaðallverkefni sem eru hönnuð fyrir núverandi eða næstu-kynslóð Ethernet-hraða, þá er flokkaður-vísitölufjölstillingar trefjar eini alvarlegi fjölstillingavalkosturinn. Step-index multimode fiber fyllir þröngt sett af hlutverkum - POF neytendatenglar, fræðslusýningar og einhver iðnaðarskynjun - sem engin skarast við dæmigerðan netinnviði.
 

Hvernig þetta tengist OM1, OM2, OM3, OM4 og OM5 trefjum

Algengur ruglingspunktur: „skref-vísitala vs einkunna-vísitala“ og „OM1 vs OM3 vs OM4“ líta út eins og mismunandi samtöl, en þau eru tengd.

Allar OM--flokks fjölstillingar trefjar nota flokkaða-vísitölukjarnaprófíla. OM tölusetningin lýsir ekki þrepi-vísitölu vs einkunna-vísitölu - í staðinn, hún gerir greinarmun á mismunandieinkunniraf stiguðum-vísitöluafköstum, fyrst og fremst út frá bandbreidd þeirra og ljósgjafanum sem þeir eru fínstilltir fyrir.

Framvindan lítur svona út:

• OM1(62,5/125 µm): snemma flokkuð-vísitöluhönnun fyrir LED ljósgjafa; yfirfyllt sjósetningarbandbreidd 200 MHz·km við 850 nm. Nú afi.
• OM2(50/125 µm): bætt flokkaður-vísitala fyrir LED ljósgjafa; yfirfyllt sjósetningarbandbreidd 500 MHz·km við 850 nm. Einnig afi.
• OM3(50/125 µm): fyrsta leysir-bjartsýni flokkuð-vísitöluhönnun, með þétt stjórnað brotstuðulsnið sem er hannað sérstaklega fyrir 850 nm VCSEL skotskilyrði.
• OM4: frekar fínpússað flokkað-vísitölusnið sem nær 4700 MHz·km skilvirkri bandbreidd - meira en tvöfalda OM3.
• OM5: bætir við breiðbandsmöguleika (850–953 nm) fyrir stutta-bylgjulengdarskiptingu, byggð á OM4-flokks stigstuðulkjarna.

Svo þegar einhver spyr hvort "OM3 trefjar séu flokkaðir-vísitölu" - já, þá er það. Svo eru OM1, OM2, OM4 og OM5. Skref-vísitölu á móti einkunna-vísitölu útskýrirhvers vegnanútíma multimode trefjar virka eins vel og það gerir; OM flokkunin segir þérhversu veltiltekinn flokkaður-vísitöluþráður skilar árangri.

Að skilja hvaðaSFP senditækiseiningpör með hverjum OM-flokki er jafn mikilvægt og að velja réttan ljósleiðara - ósamræmd ljósleiðara og ljósleiðarar munu takmarka afköst tengla óháð kapalflokki.

Bandbreidd og fjarlægð: Hagnýtar afleiðingar

Bandbreiddar-fjarlægðarvaran (mæld í MHz·km) er beinasta leiðin til að bera saman afköst ljósleiðara í mörgum stillingum. Það segir þér hversu mikinn gagnahraða tiltekin trefjalengd getur staðið undir áður en mótaldreifing dregur úr merkinu.

Fyrir þrep-index multimode trefjar eru bandbreiddar-fjarlægðarvörur venjulega á bilinu 20–100 MHz·km. Það þýðir að við 1 km gætirðu aðeins stutt 20–100 MHz af hliðrænni bandbreidd - allt of lágt fyrir hvaða núverandi háhraða Ethernet staðla.

Fyrir flokkaðar-vísitölu fjölstillingar trefjar eru tölurnar verulega hærri. OM4 trefjar með 4700 MHz·km við 850 nm getur stutt 10GBASE-SR til 550 metra, eða 40GBASE-SR4 og 100GBASE-SR4 til 150 metra með MPO/MTP samhliða ljósleiðara. Þessar vegalengdir ná yfir langflestar-lengdir tengla í byggingum og gagnaverum.

Í raun er valið á milli þrepa-vísitölu og flokkaðs-vísitölu fjölstillingar trefja í raun ekki bandbreiddarviðskipti - það er spurning um hvort frammistaða fjölstillinga sé jafnvel á nothæfu sviði fyrir forritið þitt. Fyrir nútíma Ethernet-tengla nær aðeins flokkuð-vísitala það bil.

Ef fjarlægðir tengla fara yfir það sem OM3 eða OM4 multimode getur náð, er næsta skref venjulega ekki þrepa-vísitala eða önnur multimode einkunn - það er að færast íeinfaldur-hamur trefjar, sem útilokar dreifingu móta alfarið með því að styðja aðeins einn útbreiðsluham.

Hvernig á að velja réttu trefjarnar fyrir verkefnið þitt

Skýrðu hvað þú ert í raun að byggja

Ef verkefnið er nútíma staðarnet, burðarrás háskólasvæðis eða gagnaver samtengingar sem eru hönnuð fyrir 1 Gbps og hærra, er flokkaður -vísitölu fjölstillingar trefjar (OM3 eða OM4) staðalútgangspunkturinn. Step-index multimode fiber kemur ekki inn í samtalið fyrir þessi forrit.

Ef verkefnið er hljóðtenglar fyrir neytendur, ljósleiðararannsóknarstofu eða sérskynjaraforrit, gæti skrefa-vísitalan (venjulega POF) verið viðeigandi.

Passaðu trefjaeinkunn við kröfur um tengi

Þegar þú hefur komist að því að flokkuð-vísitala sé rétta hönnunin er raunveruleg ákvörðun hvaða OM-flokkur passar við bandbreidd og fjarlægðarþarfir þínar. OM3 virkar vel fyrir flest hlaup undir 300 metrum við 10 Gbps. OM4 stækkar það svið og veitir meira höfuðrými fyrir framtíðar hraðauppfærslur. OM5 er þess virði að meta ef þú ætlar að nota SWDM-senditæki fyrir 100G+ yfir tvíhliða trefjar.

Í núverandi TIA staðli, eru OM1 og OM2 auðkennd - sem þýðir að þeir eru enn viðurkenndir en ekki lengur mælt með þeim fyrir nýjar „greenfield“ snúrur. Ef þú ert að hanna nýja kapalverksmiðju, með því að tilgreina OM3 eða hærra, forðast snemma úreldingu.

Íhugaðu allan hlekkinn, ekki bara trefjarnar

Trefjaval er einn hluti af stærri hlekkahönnun.Gerð tengis, sendingartæki samhæfni, skeyta tap, beygjuradíus oginnsetningartap á móti ávöxtunartapiallt hefur áhrif á hvort hlekkur uppfyllir frammistöðuáætlun sína. Ef þú velur OM4 trefjar en notar illa lokuð tengi eða ósamræmi ljósleiðara mun ekki skila tilætluðum árangri.

Vita hvenær á að fara út fyrir Multimode

Ef vegalengdir þínar fara yfir u.þ.b. 500–600 metra, eða þú þarft að styðja við 10G+ hraða á lengri hlaupum, getur verið að multimode trefjar (jafnvel OM4) dugi ekki. Á þeim tímapunkti, einn-hamur trefjar með viðeigandisenditæki eða sendisvaraer yfirleitt betri fjárfesting. Spurningin um þrepa-vísitölu vs einkunna-vísitölu verður óviðkomandi þegar þú ferð í einn-ham, sem notar sína eigin sérstaka trefjahönnun (OS1 og OS2).
 

Algeng mistök í þessum samanburði

Að rugla þessu saman við einn-ham vs multimode

Skref-vísitala vs. stig-vísitala lýsir því hvernig brotstuðullinn dreifist inni í kjarnanum. Single-ham vs multimode lýsir því hversu margar útbreiðslustillingar trefjarinn styður. Þetta eru skyld en aðskilin hugtök. Einfaldur-hamur trefjar notar venjulega þrepa-vísitölusnið með mjög litlum kjarna (um 8–10 µm) sem leyfir aðeins einni stillingu - allt annað hönnunarmarkmið en multimode trefjar af hvorri gerðinni.

Að því gefnu að allar Multimode trefjar standi sig jafnt

Sú staðreynd að allir núverandi trefjar í OM-flokki nota flokkaða-vísitölu þýðir ekki að þeir séu skiptanlegir. OM1 trefjar (200 MHz·km offyllt bandbreidd) og OM4 trefjar (4700 MHz·km virk mótalbandbreidd) eru gríðarlega mismunandi hvað varðar frammistöðu. Nákvæmni flokkaðs-vísitölusniðs - hversu vel það passar við hina fullkomnu fleygboga, hversu vel það er fínstillt fyrir VCSEL-ræsingu - aðskilur OM3/OM4/OM5 frá fyrri kynslóðum.

Hunsa kapalbyggingu og tengivalkosti

Að velja rétta trefjaflokkinn er nauðsynlegt en ekki nóg. Hvort sem þú notarlaust-rör eða þétt-snúra, gæði þittplástursnúrurog uppsagnir, og hversu vandlega þú stjórnar beygjuradíus og togspennu hafa allir áhrif á raunverulegan-heimstengingu.

Er Step-Index Fiber úreltur?

Ekki alveg - en fyrir almenna netkaðall er það í rauninni út úr myndinni. FOA bendir á að þrepa-vísitölugler fjölstillingar trefjar eru ekki lengur í verulegri notkun fyrir fjarskipti. Þar sem þrepa-vísitalan er viðvarandi er í ljósleiðara úr plasti (POF) fyrir stutta tengla fyrir neytendur eða bíla, og í sumum sértækum iðnaðarforritum. Þetta eru gild notkun, en þau skera sig ekki við netkerfi fyrirtækja eða gagnavera.

Ef þú lendir í þrepa-vísitölu fjölstillingu trefjum í núverandi uppsetningu, er það næstum örugglega eldri innviði. Í flestum tilfellum mun uppfærsla í OM3 eða OM4 flokkaða-vísitöluleiðara sem hluti af skipulagðri endurnýjun kaðall skila verulega betri bandbreidd, lengri studdum vegalengdum og samhæfni við núverandi og næstu-kynslóð netbúnaðar.

Algengar spurningar

Er flokkaður-vísitöluleiðari betri en þrepa-vísitöluleiðari fyrir netkerfi?

Fyrir hvaða nútíma netforrit sem er - fyrirtækis staðarnet, kapal á háskólasvæðinu, gagnaver samtengingar - flokkaðar-vísitölu fjölstillingar trefjar eru mun betri. Það skilar verulega minni mótadreifingu og mun meiri bandbreidd. Step-index multimode fiber er ekki metinn fyrir núverandi háhraða Ethernet staðla.

Er þrepa-vísitölu trefjar enn notaðar í dag?

Já, en í þröngu samhengi. Ljósleiðarar úr plasti (POF) notar þrepa-vísitöluhönnun og er að finna í hljóð-/myndbandstenglum neytenda og sumum bifreiðum í-ökutækjakerfum. Step-index gler fjölstillingar trefjar eru sjaldgæfar fyrir utan eldri uppsetningar og kennslustofur.

Er ein-stilling trefjaþreps-vísitölu eða flokkuð-vísitala?

Venjulegur einfaldur-hamur trefjar (eins og G.652.D) notar þrepa-vísitölusnið, en með kjarnaþvermál um það bil 8–10 µm - nógu lítið til að styðja aðeins eina útbreiðsluham. Þetta er í grundvallaratriðum frábrugðið skrefa-vísitölufjölstillingartrefjar, sem hefur miklu stærri kjarna og styður hundruð stillinga með mikilli dreifingu.

Eru OM3 og OM4 trefjar flokkaðir-vísitölu?

Já. Allar OM-flokks fjölstillingar trefjar (OM1 til OM5) nota flokkaða-vísitölukjarna. OM3 og OM4 eru sérstaklega hönnuð með þétt stýrðum fleygbogasniðum sem eru fínstillt fyrir 850 nm VCSEL leysigjafa, sem er ástæðan fyrir því að þeir ná mikilli skilvirkri bandbreidd.

Hver er bandbreidd-fjarlægðarvaran og hvers vegna skiptir hún máli?

Bandwidth-fjarlægðarvara (í MHz·km) gefur til kynna hversu mikla merkjabandbreidd trefjar geta borið yfir tiltekna vegalengd áður en mótaldreifing rýrir frammistöðu. Skref-vísitölu fjölstillingar trefjar eru venjulega 20–100 MHz·km; flokkaður-vísitala OM4 trefjar nær 4700 MHz·km - sem er um það bil 50 til 200 sinnum munur.

Hvort er betra fyrir stutt-LAN: skref-vísitölu eða einkunna-vísitölu?

Einkunn-vísitala, án spurninga. Jafnvel fyrir stuttar-byggingar, notar nútíma staðarnetsbúnaður VCSEL-senditæki sem eru hönnuð fyrir OM3 eða OM4 flokkaða-vísitöluleiðara. Step-index glass multimode fiber er ekki samhæft við þessa ljósfræði í neinum hagnýtum skilningi.

Hvenær ætti ég að sleppa þessum samanburði algjörlega og velja staka-stillingu?

Ef tengilengdirnar þínar fara yfir 500–600 metra, ef þú þarft að styðja við 10G+ hraða á lengra færi, eða ef þú vilt hámarks sveigjanleika í framtíðinni án þess að uppfæra trefjar, þá er einn-hamur trefjar hentugri kosturinn. Spurningin um þrepa-vísitölu vs einkunna-vísitölu á aðeins við innan fjölstillingaflokksins.

Lokahugsanir

Aðgreining skrefa-vísitölu vs einkunna-vísitölu er þess virði að skilja vegna þess að hann útskýrir eðlisfræðina á bak við multimode trefjaframmistöðu. Hið flokkaða-vísitala fleygbogasnið bætir upp fyrir mismunandi ferðaslóðir ham, sem dregur úr dreifingu móta, sem gerir meiri bandbreidd - kleift og þessi orsök og afleiðingar keðja er einmitt ástæðan fyrir því að hver núverandi OM-flokks fjölstillingar trefjar er flokkaður-vísitölu.

Fyrir alla sem tilgreina ljósleiðara fyrir raunverulegt netverkefni er hagnýt afhending einfalt. Step-index multimode trefjar tilheyra fyrri tímum ljósleiðara og þröngt safn núverandi sessforrita. Einkunna-vísitölu fjölstillingar trefjar - sérstaklega OM3 eða OM4 - er staðalvalið fyrir nútímalegt húsnæði, háskólasvæði og gagnaver. Og þegar multimode nær fjarlægð eða hámarkshraða, er leiðin áfram ein-hamur, ekki önnur multimode hönnun.

Áður en þú lýkur vali á trefjum skaltu staðfesta allt kostnaðarhámark hlekkja: trefjaflokkur,gerð tengis, samhæfni senditækis, fjarlægð og fyrirhugaðar hraðauppfærslur. Trefjarnar sjálfar eru bara eitt stykki af kerfi sem þarf að vinna saman.