Vezelkabeltypen: singlemode en multimode

Vezelkabel transporteert data als licht in plaats van als elektrische pulsen, waardoor het veel verder reikt dan koper en immuun is voor elektrische interferentie. De twee families zijn singlemode en multimode. Singlemode heeft een kern van 9 µm en een mantel van 125 µm (geschreven als 9/125), gebruikt licht van 1310 nm en 1550 nm, en is verkrijgbaar in OS1- en OS2-klassen. Multimode heeft een kern van 50 µm of 62,5 µm met een mantel van 125 µm, gebruikt 850 nm (en 1300 nm), en is verkrijgbaar in OM1 tot en met OM5. Singlemode reikt kilometers; multimode reikt honderden meters. De keuze tussen beide gaat vooral over afstand, snelheid en de kosten van de elektronica aan beide uiteinden.

Singlemode vs multimode: het kernverschil

Singlemode vezel heeft een kern die zo klein is dat licht in wezen één pad volgt. Dat elimineert modale dispersie, het uiteenvallen van een puls doordat verschillende lichtpaden op iets verschillende tijden aankomen, waardoor het signaal over lange afstanden zuiver blijft. Singlemode wordt gebruikt voor verbindingen tussen gebouwen, campus-backbones en carriernetwerken.

Multimode vezel heeft een grotere kern waardoor vele lichtpaden tegelijk kunnen reizen. Het is goedkoper om te verlichten omdat de transceivers goedkopere lichtbronnen gebruiken, maar de puls valt eerder uiteen, waardoor de afstand korter is. Multimode wordt gebruikt binnen gebouwen: van verdieping naar verdieping, van rack naar rack, en binnen een datacenter.

De multimode-klassen en hun mantelkleuren

Multimode wordt geclassificeerd op bandbreedte en op hoe goed het werkt met laserbronnen. De klasse staat op de mantel gedrukt, en de mantelkleur is een snelle visuele aanwijzing.

• OM1: 62,5 µm kern, oranje mantel. Oudere installaties.
• OM2: 50 µm kern, oranje mantel.
• OM3: 50 µm laser-geoptimaliseerd, aqua mantel.
• OM4: 50 µm, aqua mantel (soms violet).
• OM5: 50 µm wideband (850-953 nm), limoengroen mantel.

Singlemode is geel. Als je naar een onbekende kabel kijkt, vertelt de kleur je de familie en vaak de klasse. Voor een volledige vergelijking van de multimode-klassen, zie OM1, OM2, OM3, OM4 en OM5 multimode vezel vergeleken.

Afstand bij gangbare snelheden

De afstand die een vezelverbinding kan overbruggen hangt af van de klasse, de golflengte en de transceiver. De onderstaande cijfers zijn de standaardafstanden voor de gangbare Ethernet-types.

Voor een verbinding binnen een gebouw dekt OM3 of OM4 meestal de afstand bij 10G en hoger. Voor een verbinding tussen gebouwen is singlemode de normale keuze omdat het de afstand overbrugt zonder repeaters en niet wordt beïnvloed door aardpotentiaalverschillen of blikseminslagen tussen gebouwen.

Connectoren en polijsting

Vezelconnectoren worden gekozen voor de poort en het patchpaneel. LC heeft een ferrule van 1,25 mm en is de gebruikelijke connector op SFP-modules. SC heeft een ferrule van 2,5 mm en een push-pull behuizing. ST heeft een ferrule van 2,5 mm en een twist-lock bayonet, en is ouder. MPO/MTP bevat 12 of 24 vezels in één ferrule voor 40G en 100G parallelle optica.

Polijsting is belangrijk. UPC-connectoren hebben een blauwe behuizing en een vlakke eindvlak. APC-connectoren hebben een groene behuizing en een 8-graden schuine eindvlak. Koppel nooit een APC-connector met een UPC-connector: de vlakken passen niet op elkaar, en de verbinding faalt of de connectoren raken beschadigd. Voor meer over connectortypen en polijsting, zie vezelconnectortypen: LC, SC, ST en MPO, UPC vs APC.

Vezel kiezen voor een gebouw, een campus en tussen gebouwen

Binnen een enkel gebouw is multimode meestal de praktische keuze. OM3 of OM4 ondersteunt 10G tot 300 m of 400 m en 40G/100G over kortere afstanden, en de transceivers kosten minder dan singlemode-equivalenten. Gebruik aqua OM3 of OM4 voor nieuw binnenwerk; OM1 en OM2 zijn ouder en beperken 10G tot 33 m of 82 m.

Voor een campus, waar verbindingen tussen gebouwen lopen, is singlemode de standaard. OS2 is de klasse voor langere buitenverbindingen. Singlemode transceivers reiken 10 km bij 10GBASE-LR en 40 km bij 10GBASE-ER, dus een campusring of een verbinding naar een afgelegen gebouw wordt gedekt zonder tussenliggende apparatuur.

Tussen gebouwen moet de kabel zelf geschikt zijn voor buiten. Binnenkabel is niet bestand tegen UV-blootstelling of voor directe begraving. Buitenkabel heeft een UV-bestendige mantel nodig, en direct-begraafkabel is gevuld met gel of gevuld om water buiten te houden. Als de verbinding een gebouw binnenkomt, moet de kabel op het toegangspunt overgaan naar een type dat geschikt is voor binnen.

Aan de uiteinden van de verbinding moet de transceiver overeenkomen met de vezel en de snelheid. SFP is 1 Gbps, SFP+ is 10 Gbps, SFP28 is 25 Gbps, QSFP+ is 40 Gbps en QSFP28 is 100 Gbps. Voor korte verbindingen binnen een rack verbindt een DAC-kabel (direct attach copper) twee SFP-poorten zonder aparte optica; passieve SFP+ DAC-kabels gaan tot 7 m. Een AOC (active optical cable) is een vaste vezelkabel met ingebouwde transceivers, voor langere afstanden. Voor meer over modules en kabels, zie SFP- en SFP+-modules, DAC- en AOC-kabels.

Wat er misgaat

De meest voorkomende fouten met vezel zijn verkeerde klasse en polijsting, vuile connectoren, en de kabel te strak buigen.

• APC op UPC aangesloten. Het schuine vlak en het vlakke vlak passen niet op elkaar. De verbinding faalt of de connectoren raken beschadigd. Controleer de kleur van de connectorbehuizing: blauw is UPC, groen is APC.
• Verkeerde klasse voor de afstand. OM1 bij 10GBASE-SR reikt 33 m, OM2 reikt 82 m. Een verbinding gepland voor 100 m op OM1 zal niet werken. Controleer de klasse die op de mantel is gedrukt voordat je transceivers bestelt.
• Vuile eindvlakken. Een stofdeeltje op een vezel-eindvlak blokkeert of verstrooit licht. Reinig en inspecteer elke connector voordat je deze aansluit.
• Strakke bochten. Vezel heeft een minimale buigstraal. Een scherpe bocht veroorzaakt verlies of een breuk. Volg de buigstraal van de kabelmanufacturer.
• Verkeerde combinatie van transceiver en vezel. Een singlemode transceiver heeft singlemode vezel nodig; een multimode transceiver heeft multimode vezel nodig. De twee zijn niet uitwisselbaar.
• Binnenkabel buiten gebruikt. Binnenkabel is niet UV-bestendig en niet gevuld voor directe begraving. Het zal degraderen of water opnemen.
• Verkeerde connector voor de poort. LC, SC en ST passen niet op elkaar. MPO/MTP is voor parallelle optica en is geen vervanging voor LC.

Vezel transporteert geen elektriciteit, dus het is immuun voor elektrische interferentie en voor aardpotentiaalverschillen en blikseminslagen tussen gebouwen. Dat is een groot deel van de reden waarom het wordt gebruikt voor verbindingen tussen gebouwen in plaats van koper.

Een opmerking over testen

Een continuïteitstester zal aantonen dat licht doorkomt, maar het zal niet bewijzen dat een verbinding aan een standaard voldoet. Certificeringstesters meten de verbinding tegen de limieten voor het vezeltype, inclusief invoegverlies en retourverlies. Een TDR of OTDR toont de afstand tot een fout. Test en documenteer elke verbinding voor een nieuwe installatie; label beide uiteinden van elke kabel.