ידע

כמה רחוק ניתן להפעיל כבל סיבים אופטיים? לאחר שנים של תכנון והזמנת קישורי סיבים - מהריצות קצרות של נתונים-מרכזי תיקון אל-עמודי שדרה בין עירוניים - התשובה הכנה שלי היא שאין מספר בודד, אבל הטווחים ניתנים לחיזוי ברגע שאתה יודע מה לחפש. ריצה יכולה להיות כל דבר, החל מכמה מאות מטרים של מולטי-מוד בתוך בניין ועד ליותר מ-10,000 ק"מ של מצב יחיד- מוגבר מתחת לים. מה שקובע את הגבול הוא סוג הסיבים, אורך הגל, הספק המשדר או המגבר, ועד כמה נקיים המחברים והחבורים שלך. למטה אני מפרק את המרחק המקסימלי בעולם האמיתי-של כבל סיבים אופטיים לפי סוג, אראה כיצד לחשב טווח הגעה של קישור ומסביר כיצד מהנדסים מרחיבים סיבים על פני ערים, יבשות ואוקיינוסים.

מכמה מאות מטרים ועד למעלה מ-10,000 ק"מ

אם אתה רק צריך את נתוני הכותרת, הנה מרחק כבל הסיבים האופטיים לפי סוג במבט חטוף. טווח ההגעה קופץ בצעדים ברורים בהתאם לסיב ולציוד בכל קצה.

מה קובע עד כמה סיבים יכולים לרוץ?

האור אינו עובר דרך זכוכית בחינם. שתי השפעות פיזיות קובעות את התקרה על המרחק. הראשון הואהנחתה- האות נחלש תוך כדי תנועה, הנגרם על ידי בליעת אור, פיזור ואובדן כיפוף, ונמדד בדציבלים לקילומטר (dB/km). השני הואפְּזִירָה- דופק האור מתפשט על פני המרחק, מה שבסופו של דבר מגביל את קצב הנתונים ולא את טווח ההגעה הגולמי.

עבור סיבים סטנדרטיים- במצב יחיד, ההמלצת ITU-T G.652מכסה הנחתה ב-0.4 dB/km ב-1310 ננומטר ו-0.35 dB/km ב-1550 ננומטר, וסיב G.652.D מודרני בדרך כלל מצליח יותר בשטח. מכיוון שאובדן תלוי באורך הגל-, פשוט מעבר מהחלון של 1310 ננומטר לחלון של 1550 ננומטר יכול לקנות לך טווח הגעה ניכר יותר באותו סיב.

בנוסף לפיזיקה, ארבעה גורמים מעשיים קובעים את המספר האמיתי שלך:

• סוג ודרגת סיבים- multimode לעומת יחיד-מצב, והכיתה הספציפית של OM או G-.
• אֹרֶך גַל- 1310 ננומטר לעומת חלון-ההפסד התחתון של 1550 ננומטר.
• הספק של מקלט משדר או מגבר- כוח ההשקה ורגישות המקלט מגדירים את התקציב האופטי.
• איכות מחבר וחיבור- כל זוג מזווג וחיבור היתוך מוסיפים אובדן שפוגע בהישג ידך.

אם אתה עדיין בוחר בין סוגי סיבים, הסקירה הכללית שלנו עלמצב יחיד- לעומת סיב רב-מצבימפרק את הפשרות-בפירוט רב יותר.

מרחק מרבי סיבים רב מצבים (OM1 עד OM5)

סיבים מולטי-מודים משמשים בתוך מבנים, מרכזי נתונים ורשתות LAN. הליבה הגדולה יותר שלו קלה וזולה לחיבור, אבל היא סובלת מפיזור מודאלי, שהוא הקיר שמגביל את המרחק המרבי של סיבים מולטי-מודים במהירויות גבוהות יותר. המרחקים הסטנדרטיים להלן מוגדרים על ידיתקני Ethernet IEEE 802.3עבור 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-SR).

ב-1 Gigabit Ethernet, multimode מגיע יותר ל-- עד ל-550 מ' בערך ב-OM3 - אבל הדפוס ברור: ככל שקצב הנתונים גבוה יותר, הריצה של multimode קצרה יותר. ככלל אצבע, אם הקישור שלך מתחת ל-300 מ' היום והוא יישאר קצר, מולטימוד הוא הבחירה החסכונית-. אם הריצה ארוכה יותר, או שאתה מצפה לשדרג ל-25G, 40G, 100G או מעבר לכך,-מצב יחיד הוא ההימור הטוב יותר-לטווח ארוך. אתה יכול לסקור ציונים וקונסטרוקציות שלנוסיבים מולטי-מודיםעַמוּד.

מרחק מרבי סיבים במצב-יחיד (LR, ER, ZR)

סיב במצב יחיד-, עם הליבה הזעירה שלו ונתיב האור היציב, הוא המקום שבו השאלה עד כמה סיב מצב יחיד יכול לרוץ נעשית מעניינת. ללא שום דבר מלבד מקלט משדר - ללא מגבר - אופטיקה סטנדרטית נותנת לך מרחקים נקיים שניתן לחזור עליהם.

הקפיצה מ-10 ק"מ ל-80 ק"מ אינה בחינם. אופטיקה לטווח ארוך יותר- משתמשת בכוח שיגור גבוה יותר, במקלטים רגישים יותר ובחלון של 1550 ננומטר, ולאחר כ-40 ק"מ אתה מתחיל לתכנן סביב פיזור כרומטי. פרט פרקטי שמושך אנשים: בקישור קצר, מודול ZR-מחלקה יכול למעשה להעמיס על המקלט, כך שייתכן שתזדקק למנחת מוטבע כדי להחזיר את הכוח המתקבל לטווח. לצד האופטיקה של הקישור, עיין במגוון שלנו שלמודולי משדר אופטי, ולגבי הסיב עצמו, שלנוסיב אחד במצב-ציונים.

סיבים למרחק-ארוך עם מגברים (EDFA ו-DWDM)

ברגע שקישור מתגבר על מה שמקלט משדר יכול לדחוף בעצמו - תחשוב על מסלולים חוצה-עיר,- מדינות, או חוצה-נתיבים אוקייניים -, אנו מפסיקים להסתמך על האופטיקה ומתחילים להנדס את הקו. מגברי סיבים מסוממים-ארביום (EDFA) מגבירים את האור ישירות, מבלי להמיר אותו בחזרה לאות חשמלי. בעיצובים יבשתיים טיפוסיים, אתרי מגברים יושבים בערך כל 80 עד 120 ק"מ, אבל המרווח הזה הוא תוצאה עיצובית, לא סטנדרט קבוע: זה תלוי באובדן טווח, הנחתת סיבים, OSNR, פורמט אפנון ותיקון שגיאות קדימה.

שִׁכבָהריבוי חלוקת אורך גל צפוף (DWDM)למעלה, וזוג סיבים בודד נושא עשרות ערוצי אורכי גל עצמאיים, כל אחד מהנתיב המהיר שלו-על פני מאות עד אלפי קילומטרים. השילוב הזה של סיבים- עם אובדן נמוך, הגברה ו-DWDM הוא מה שמאפשר את עמודי השדרה המודרניים לטווח ארוך- ואולטרה-ארוך-.

מרחק כבל סיבים תת ימיים

כבלים תת ימיים הם הקצה הקיצוני של מרחק הסיבים. מערכות תת-מימיות חוזרות פועלות לאורך אלפי קילומטרים, כשהארוך ביותר משתרע על פני הרבה יותר מ-10,000 ק"מ, תוך שימוש בחזרי אופטיים שקועים המופעלים דרך הכבל עצמו. לְפִיטלגיאוגרפיה, מערכות אלו נושאות יותר מ-99% מתעבורת הנתונים הבין-יבשתית על פני רשת גלובלית של יותר ממיליון קילומטרים של כבלים. אם אתה עובד על הקצה הזה של הספקטרום, שלנוכבל סיבים אופטיים תת מימייםמתוכנן בדיוק לתנאים האלה.

מרחק כבל סיבים לעומת נחושת

Ethernet נחושת כגון Cat6 או Cat6A מגיע ל-100 מ'. המספר הבודד הזה הוא הסיבה לכך שסיב מנצח בכל זמן שמרחק חשוב: אפילו מולטי-מוד בסיסי מתרחק פי כמה, ומצב יחיד- הולך אלפי פעמים רחוק יותר. מעבר לטווח הגולמי, הסיבים מסירים את שרשרת מתגי הביניים והמשחזרים שנחושת אחרת תצטרך, מה שאומר בדרך כלל רשת תחזוקה פשוטה יותר, יציבה יותר ופחות-.

כיצד לחשב מרחק קישור סיבים (תקציב כוח אופטי)

בפועל אתה לא מנחש את המרחק - אתה מנהל תקציב כוח אופטי. הקישור פועל כאשר התקציב האופטי הזמין גדול או שווה להפסד הכולל לאורך הנתיב:

תקציב אופטי זמין גדול או שווה לאובדן סיבים + אובדן מחבר + אובדן חיבור + מרווח בטיחות

הנה דוגמה פשוטה לעבודה עבור קישור קמפוס-יחיד באורך 8 ק"מ באמצעות אופטיקה של 10GBASE-LR:

• תקציב אופטי (אופטיקה LR): כ-6 dB של תקציב שמיש.
• איבוד סיבים: 8 ק"מ × 0.35 dB/km ≈ 2.8 dB.
• מחברים: 2 זוגות משודכים × 0.5 dB=1.0 dB.
• חיבורים: 2 × 0.1 dB=0.2 dB.
• שוליים מומלצים: כ-1.0 dB.
• סה"כ נדרש: כ-5.0 dB, שזה במסגרת התקציב של 6 dB, כך שהקישור עובר עם מרווח ראש.

אם הסכום יחרוג אי פעם מעבר לתקציב שלך, יש לך אפשרויות ברורות: שדרג לאופטיקה-עם הספק גבוה יותר, עבור לאורך גל אובדן- נמוך יותר, נקה את ההפסדים הפסיביים או הוסף מגבר.

כיצד להאריך את מרחק כבל סיב אופטי

כדי לדחוף קישור קיים הלאה, הנה השלבים בערך בסדר שבו הייתי מנסה אותם:

• נקה ובדוק את פני הקצה.מחברים מלוכלכים הם האובדן הנמנע הנפוץ ביותר; ניקוי לבד יכול לשחזר 1 עד 3 dB, מה שיכול להיות מספר קילומטרים נוספים.
• עבור אל מקלט משדר- ארוך יותר,למשל LR ל-ER ל-ZR, ליותר כוח שיגור ורגישות מקלט.
• הסט את אורך הגלמ-1310 ננומטר לחלון -האובדן התחתון של 1550 ננומטר בסיבים סטנדרטיים.
• צמצם הפסדים פסיבייםעל ידי שימוש בפחות מחברים, חיבורים טובים יותר ורדיוס הכיפוף הנכון.
• הוסף EDFA או העבר ל-DWDMלטווחים מעבר למה שכל אופטיקה בודדת יכולה להגיע.
• השתמש בדרגת סיבים אחרת,כגון אובדן-נמוך- במיוחד G.654.E, לטווחים ארוכים מאוד.

• 

טעויות שדה נפוצות שמקצרות את הריצה שלך

לפני הזמנת קישור כלשהו, ​​אני בודק את הדברים שמרוקנים בשקט את תקציב המרחק:

• חיבורים גרועים ואובדן ספייס גבוה- כמה חיבורי היתוך גרועים יכולים לעלות יותר מקילומטר של סיבים.
• פנים קצה מלוכלכים או שרוטים- בדרך כלל בלתי נראה לעין אך ברור בהיקף בדיקה.
• עיקולים הדוקים מתחת לרדיוס הכיפוף המינימלי- יקר במיוחד ב-1550 ננומטר.
• סיב בדרגה-שגויה- מריץ 10G על OM1 או OM2 כאשר הקישור באמת צריך מצב OM3, OM4 או יחיד-.
• דילוג על אימות- כל קישור צריך להיות מוכח עם עקבות OTDR ובדיקת אובדן-הוספה לפני שהוא עולה לאוויר.

הנקודה האחרונה הזו הכי חשובה. מאמת עםבדיקת כבל סיבים אופטייםשימוש ב-OTDR ובמד כוח היא הדרך היחידה לאשר את מרווח המרחק האמיתי שלך במקום לסמוך על גיליון המפרט.

טייק אווי מפתח

מרחק הסיבים אינו מוגבל באמת על ידי הזכוכית - הוא מוגבל על ידי עיצוב המערכת והתקציב האופטי שלך. Multimode מכסה את הבניין, מצב יחיד- מכסה את הקמפוס והעיר, DWDM מוגבר מכסה את המדינה ומערכות תת-ימיות חוזרות מכסות את כדור הארץ. בחר את הסיבים והאופטיים שיתאימו לריצה, בצע את תקציב החשמל, ואמת את הקישור לפני שאתה מזמין אותו, והסיבים יגיעו לכל מקום שהרשת שלך צריכה ללכת.