Знания

Как далеко можно проложить оптоволоконный кабель? После многих лет планирования и ввода в эксплуатацию оптоволоконных линий - от коротких участков-центра передачи данных до между-городских магистралей - мой честный ответ: единого числа не существует, но диапазоны предсказуемы, если вы знаете, что искать. Пробег может быть любым: от нескольких сотен метров многомодового сигнала внутри здания до более 10 000 км усиленного одномодового-подводного океана. Ограничением является тип волокна, длина волны, мощность трансивера или усилителя, а также чистота ваших разъемов и соединений. Ниже я разбиваю реальную-максимальную длину оптоволоконного кабеля по типам, показываю, как рассчитать дальность связи, и объясняю, как инженеры прокладывают оптоволокно через города, континенты и океаны.

От нескольких сотен метров до более 10 000 километров

Если вам нужны только основные цифры, вот краткий обзор длины оптоволоконного кабеля по типам. Досягаемость меняется плавно, в зависимости от волокна и оборудования на каждом конце.

Что определяет, насколько далеко может проходить оптоволокно?

Свет не проходит через стекло бесплатно. Два физических эффекта устанавливают потолок расстояния. Первое - этоослабление- сигнал ослабевает по мере распространения из-за поглощения, рассеяния и потерь света на изгибах и измеряется в децибелах на километр (дБ/км). Второйдисперсия- световой импульс распространяется на расстояние, что в конечном итоге ограничивает скорость передачи данных, а не дальность действия.

Для стандартного одномодового-волокнаРекомендация МСЭ-T G.652Максимальное затухание составляет 0,4 дБ/км на длине волны 1310 нм и 0,35 дБ/км на длине волны 1550 нм, а современное волокно G.652.D обычно работает лучше в полевых условиях. Поскольку потери зависят от длины волны-, простой переход от окна 1310 нм к окну 1550 нм может обеспечить заметно большую дальность действия по тому же волокну.

Помимо физики, ваше фактическое число определяется четырьмя практическими факторами:

• Тип и сорт волокна- многомодовый режим или одиночный-режим, а также конкретный класс класса OM или G-.
• Длина волны- 1310 нм по сравнению с окном с меньшими-потерями 1550 нм.
• Мощность трансивера или усилителя- мощность запуска и чувствительность приемника определяют оптический бюджет.
• Качество разъема и соединения- каждая спаренная пара и сращивание увеличивают потери, которые мешают вам.

Если вы все еще выбираете между типами волокон, наш обзородномодовое-волокно против многомодовогоболее подробно разбирает компромиссы-компромиссы.

Максимальное расстояние многомодового волокна (от OM1 до OM5)

Многомодовое волокно используется внутри зданий, центров обработки данных и локальных сетей. Его более крупная сердцевина проста и дешева в подключении, но она страдает от модовой дисперсии, которая является стеной, ограничивающей максимальное расстояние многомодового волокна на более высоких скоростях. Приведенные ниже стандартизированные расстояния определяютсяСтандарты Ethernet IEEE 802.3для 10-гигабитного Ethernet (10GBASE-SR).

При 1 Gigabit Ethernet многомодовая связь простирается дальше - примерно до 550 м на OM3 -, но закономерность ясна: чем выше скорость передачи данных, тем короче многомодовая работа. Как правило, если длина вашей линии связи сегодня составляет менее 300 м и ее будет недостаточно, многомодовый режим является экономически-эффективным выбором. Если срок службы дольше или вы планируете перейти на 25G, 40G, 100G или выше, одиночный-режим является лучшим выбором в долгосрочной-срочной перспективе. Вы можете ознакомиться с марками и конструкциями на нашем сайте.многомодовое волокностраница.

Максимальное расстояние одномодового оптоволокна (LR, ER, ZR)

В одномодовом-волокне с его крошечным сердечником и стабильным световым путем становится интересным вопрос о том, как далеко может протянуться одномодовое волокно. Ничего, кроме трансивера, - без усилителя, - стандартизированная оптика обеспечит вам четкие, повторяемые расстояния.

Прыжок с 10 км на 80 км не бесплатный. Оптика с большей-дальностью действия использует более высокую мощность запуска, более чувствительные приемники и окно длиной 1550 нм, а после примерно 40 км вы начинаете проектировать с учетом хроматической дисперсии. Практическая деталь, которая бросается в глаза: при коротком соединении модуль класса ZR- может фактически перегрузить приемник, поэтому вам может понадобиться встроенный аттенюатор, чтобы вернуть полученную мощность обратно в диапазон. По ссылке, посвященной оптике, см. наш ассортиментоптические приемопередатчики, а для самого волокна нашодномодовое-волокнооценки.

Длинная-оптическая связь с усилителями (EDFA и DWDM)

Как только линия связи перерастает возможности трансивера, - например, между-городскими, меж-страновыми или транс-трансокеанскими маршрутами -, мы перестаем полагаться на оптику и начинаем проектировать линию. Волоконные усилители, легированные эрбием- (EDFA), непосредственно усиливают свет, не преобразовывая его обратно в электрический сигнал. В типичных наземных проектах места усилителей располагаются примерно через каждые 80–120 км, но это расстояние является результатом проектирования, а не фиксированным стандартом: оно зависит от потерь в пролете, затухания волокна, OSNR, формата модуляции и прямой коррекции ошибок.

Слойплотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM)сверху, а одна пара волокон передает десятки независимых каналов длины волны, каждый из которых имеет собственную высокоскоростную полосу-, на расстояние от сотен до тысяч километров. Такое сочетание оптоволокна с низкими-потерями, усиления и DWDM делает возможным создание современных магистральных-дальних и сверх{4}}дальних-магистральных сетей.

Расстояние подводного оптоволоконного кабеля

Подводные кабели представляют собой крайний конец оптоволоконной линии. Подводные системы-ретрансляторы работают на тысячи километров, самая длинная из которых превышает 10 000 км, в них используются погружные оптические повторители, питание которых осуществляется через сам кабель. В соответствии сТелегеографияЭти системы передают более 99% межконтинентального трафика данных по глобальной сети длиной более миллиона километров кабелей. Если вы работаете на этом конце спектра, нашподводный оптоволоконный кабельсоздан именно для этих условий.

Расстояние между оптоволоконным и медным кабелем

Медный Ethernet, такой как Cat6 или Cat6A, имеет максимальную длину 100 м. Это единственное число объясняет, почему оптоволокно выигрывает при любом расстоянии: даже базовый многомодовый режим идет в несколько раз дальше, а одномодовый- — в тысячи раз дальше. За пределами необработанной досягаемости оптоволокно устраняет цепочку промежуточных коммутаторов и повторителей, которые в противном случае потребовались бы для меди, что обычно означает более простую, более стабильную и менее затратную-сеть в обслуживании.

Как рассчитать расстояние оптоволокна (бюджет оптической мощности)

На практике вы не можете угадать, на каком расстоянии - вы используете бюджет оптической мощности. Связь работает, когда доступный оптический бюджет больше или равен общим потерям на пути:

Доступный оптический бюджет Больше или равен потерям в волокне + потерям в разъеме + потерям на сращивании + запас прочности

Вот простой пример одномодовой кампусной линии длиной 8 км с использованием оптики 10GBASE-LR:

• Оптический бюджет (оптика LR): около 6 дБ полезного бюджета.
• Потери в оптоволокне: 8 км × 0,35 дБ/км ≈ 2,8 дБ.
• Разъемы: 2 сопряженные пары × 0,5 дБ=1.0 дБ.
• Сращивания: 2 × 0,1 дБ=0.2 дБ.
• Рекомендуемый запас: около 1,0 дБ.
• Итого требуется: около 5,0 дБ, что находится в пределах бюджета в 6 дБ, поэтому канал проходит с запасом по мощности.

Если общая сумма когда-либо превысит ваш бюджет, у вас есть четкие варианты: перейти на оптику с более высокой-мощностью, переключиться на длину волны с меньшими-потерями, устранить пассивные потери или добавить усилитель.

Как увеличить расстояние оптоволоконного кабеля

Чтобы продвинуть существующую ссылку дальше, вот шаги примерно в том порядке, в котором я бы их попробовал:

• Очистите и осмотрите торцевые поверхности.Грязные разъемы являются наиболее распространенной потерей, которой можно избежать; Одна только очистка может восстановить от 1 до 3 дБ, что может означать несколько дополнительных километров.
• Перейдите на приемопередатчик с большей-дальностью действия,например, от LR до ER до ZR, для большей мощности запуска и чувствительности приемника.
• Сдвиг длины волныот 1310 нм до нижнего-окна потерь 1 550 нм в стандартном волокне.
• Уменьшите пассивные потериза счет использования меньшего количества разъемов, лучшего соединения и правильного радиуса изгиба.
• Добавьте EDFA или перейдите на DWDMна расстояния, превосходящие возможности любой отдельной оптики.
• Используйте другой сорт волокна,например, G.654.E со сверх-низкими-потерями, для очень длинных пролетов.

• 

Распространенные ошибки, которые сокращают вашу пробежку

Прежде чем вводить в эксплуатацию какую-либо ссылку, я проверяю, нет ли вещей, которые незаметно сливают бюджет расстояния:

• Плохие соединения и высокие потери в сварном соединении.- Несколько плохих сварных соединений могут стоить больше километра волокна.
• Грязные или поцарапанные торцы- обычно невидим для глаз, но заметен при проверке.
• Крутые изгибы ниже минимального радиуса изгиба- особенно дорого стоит на длине волны 1550 нм.
• Неправильный-сорт волокна- использует 10G через OM1 или OM2, когда каналу действительно требуется OM3, OM4 или одиночный-режим.
• Пропуск проверки- Перед вводом в эксплуатацию каждая ссылка должна быть проверена с помощью рефлектометрической трассировки и теста на вносимые-потери.

Последний пункт имеет наибольшее значение. Проверка с помощьютестирование оптоволоконного кабеляиспользование рефлектометра и измерителя мощности — единственный способ подтвердить реальный запас расстояния вместо того, чтобы доверять техническим характеристикам.

Ключевые выводы

Расстояние между оптоволокном на самом деле не ограничено стеклом -, оно ограничено конструкцией вашей системы и вашим оптическим бюджетом. Многомодовый режим охватывает здание, одиночный-режим — кампус и город, усиленный DWDM — всю страну, а ретрансляционные подводные системы — всю планету. Выберите оптоволокно и оптику, соответствующие условиям эксплуатации, рассчитайте бюджет мощности и проверьте соединение перед вводом его в эксплуатацию, и оптоволокно достигнет любого места, куда должна идти ваша сеть.