Fiberoptiska kabeltyper: Singelmode och multimode

Fiberoptisk kabel överför data som ljus i stället för som elektriska pulser, vilket är varför den når mycket längre än koppar och är immun mot elektrisk störning. De två familjerna är singelmode och multimode. Singelmode har en 9 µm kärna och 125 µm kapphölje (skrivs 9/125), använder 1310 nm och 1550 nm ljus, och finns i klasserna OS1 och OS2. Multimode har en 50 µm eller 62,5 µm kärna med 125 µm kapphölje, använder 850 nm (och 1300 nm), och finns i OM1 till OM5. Singelmode når kilometer; multimode når hundratals meter. Valet mellan dem handlar mest om avstånd, hastighet och kostnaden för elektroniken i varje ände.

Singelmode vs multimode: kärnskillnaden

Singelmode-fiber har en kärna så liten att ljuset färdas i praktiken en enda väg. Det tar bort moddispersion, spridningen av en puls när olika ljusvägar anländer vid något olika tider, så signalen förblir ren över långa avstånd. Singelmode används för länkar mellan byggnader, campusstammar och operatörsnät.

Multimode-fiber har en större kärna som låter många ljusvägar färdas samtidigt. Det är billigare att lysa upp eftersom transceivrarna använder billigare ljuskällor, men pulsen sprids tidigare, så räckvidden är kortare. Multimode används inom byggnader: våning till våning, rack till rack och inom ett datacenter.

Multimode-klasserna och deras kappfärger

Multimode klassas efter bandbredd och hur väl den fungerar med laserljuskällor. Klassen är tryckt på kappan, och kappfärgen är en snabb visuell ledtråd.

• OM1: 62,5 µm kärna, orange kappa. Äldre installationer.
• OM2: 50 µm kärna, orange kappa.
• OM3: 50 µm laseroptimerad, aqua kappa.
• OM4: 50 µm, aqua kappa (ibland violett).
• OM5: 50 µm bredband (850-953 nm), limegrön kappa.

Singelmode är gul. Om du tittar på en okänd kabel berättar färgen vilken familj och ofta vilken klass det är. För en fullständig jämförelse av multimode-klasserna, se OM1, OM2, OM3, OM4 och OM5 multimode fiber jämförd.

Räckvidd vid vanliga hastigheter

Avståndet en fiberlänk klarar beror på klassen, våglängden och transceivern. Siffrorna nedan är standardräckvidderna för de vanliga Ethernet-typerna.

För en dragning inom en byggnad täcker OM3 eller OM4 vanligtvis avståndet vid 10G och högre. För en länk mellan byggnader är singelmode det normala valet eftersom det täcker avståndet utan repeaters och inte påverkas av markpotentialskillnader eller blixtöverspänningar mellan byggnader.

Kontakter och polering

Fiberkontakter väljs för porten och patchpanelen. LC har en 1,25 mm ferrule och är den vanliga kontakten på SFP-moduler. SC har en 2,5 mm ferrule och en push-pull-kropp. ST har en 2,5 mm ferrule och en vridlås-bajonett, och är äldre. MPO/MTP håller 12 eller 24 fibrer i en ferrule för 40G och 100G parallelloptik.

Poleringen spelar roll. UPC-kontakter har en blå kropp och en plan ändyta. APC-kontakter har en grön kropp och en 8-graders vinklad ändyta. Koppla aldrig ihop en APC-kontakt med en UPC: ytorna möts inte, och länken misslyckas eller kontakterna skadas. För mer om kontakttyper och polering, se fiberkontakttyper: LC, SC, ST och MPO, UPC vs APC.

Att välja fiber för en byggnad, ett campus och mellan byggnader

Inom en enskild byggnad är multimode vanligtvis det praktiska valet. OM3 eller OM4 stöder 10G upp till 300 m eller 400 m och 40G/100G över kortare sträckor, och transceivrarna kostar mindre än singelmode-ekvivalenter. Använd aqua OM3 eller OM4 för ny inomhusinstallation; OM1 och OM2 är äldre och begränsar 10G till 33 m eller 82 m.

För ett campus, där länkar går mellan byggnader, är singelmode standard. OS2 är klassen för längre utomhusdragningar. Singelmode-transceivrar når 10 km vid 10GBASE-LR och 40 km vid 10GBASE-ER, så en campusring eller en länk till en avlägsen byggnad täcks utan mellanliggande utrustning.

Mellan byggnader måste själva kabeln vara utomhusklassad. Inomhuskabel är inte klassad för UV-exponering eller för direkt nedgrävning. Utomhuskabel behöver en UV-beständig kappa, och direktnedgrävningskabel är gelfylld eller vattenfylld för att hålla vatten ute. Om dragningen kommer in i en byggnad måste kabeln övergå till en inomhusklassad typ vid ingångspunkten.

I länkens ändar måste transceivern matcha fibern och hastigheten. SFP är 1 Gbps, SFP+ är 10 Gbps, SFP28 är 25 Gbps, QSFP+ är 40 Gbps och QSFP28 är 100 Gbps. För korta länkar inom ett rack kopplar en DAC-kabel (direct attach copper) ihop två SFP-portar utan separata optik; passiva SFP+ DAC-kablar går upp till 7 m. En AOC (active optical cable) är en fast fiberkabel med inbyggda transceivrar, för längre sträckor. För mer om moduler och kablar, se SFP- och SFP+-moduler, DAC- och AOC-kablar.

Vad som går fel

De vanligaste misstagen med fiber är fel klass och polering, smutsiga kontakter och att böja kabeln för hårt.

• APC ihopkopplad med UPC. Den vinklade ytan och den plana ytan möts inte. Länken misslyckas eller kontakterna skadas. Kontrollera kontaktkroppens färg: blå är UPC, grön är APC.
• Fel klass för avståndet. OM1 vid 10GBASE-SR når 33 m, OM2 når 82 m. En dragning planerad för 100 m på OM1 kommer inte att fungera. Kontrollera klassen tryckt på kappan innan du beställer transceivrar.
• Smutsiga ändytor. Ett dammkorn på en fiberändyta blockerar eller sprider ljus. Rengör och inspektera varje kontakt innan du kopplar ihop den.
• Hårda böjar. Fiber har en minsta böjningsradie. En skarp böj orsakar förlust eller en spricka. Följ kabeltillverkarens böjningsradie.
• Felaktig transceiver och fiber. En singelmode-transceiver behöver singelmode-fiber; en multimode-transceiver behöver multimode-fiber. De två är inte utbytbara.
• Inomhuskabel använd utomhus. Inomhuskabel är inte UV-beständig och inte vattenfylld för direkt nedgrävning. Den kommer att brytas ned eller ta in vatten.
• Fel kontakt för porten. LC, SC och ST passar inte ihop med varandra. MPO/MTP är för parallelloptik och är inte en LC-ersättning.

Fiber leder ingen elektricitet, så den är immun mot elektrisk störning och mot markpotentialskillnader och blixtöverspänningar mellan byggnader. Det är en stor del av varför den används för länkar mellan byggnader i stället för koppar.

En notering om testning

En kontinuitetstestare visar att ljus passerar, men den bevisar inte att en länk uppfyller en standard. Certifieringstestare mäter länken mot gränserna för fibertypen, inklusive insättningsförlust och returförlust. En TDR eller OTDR visar avståndet till ett fel. För en ny installation, testa och dokumentera varje länk; märk båda ändarna av varje kabel.