Diferenças de fibra multimodo e monomodo

Ao cabear uma rede usando fibra, qual é a diferença entre fibra monomodo e multimodo? Quando devo usar um ou outro? Existem problemas de compatibilidade e / ou velocidade com eles?

Diferença principal: A fibra monomodo tem uma característica de perda de energia menor que a fibra multimodo, o que significa que a luz pode percorrer distâncias mais longas através dele do que através da fibra multimodo. Não é de surpreender que as ópticas necessárias para conduzir fibra monomodo sejam muito mais caras, especialmente considerando qualquer circunstância variável.

Quando usar cada um: Tanto a fibra monomodo quanto a moderna fibra multimodo podem suportar velocidades de 10G. A coisa mais importante a considerar é o requisito de distância. Dentro de um datacenter, é comum o uso de multimodo, que pode levar de 300 a 400 metros. Se você tem percursos muito longos ou está se conectando a uma distância maior, o modo único pode percorrer 10 km, 40 km, 80 km e ainda mais - você só precisa usar a ótica apropriada para a distância necessária e, novamente, os preços aumentam de acordo.

Problemas de compatibilidade: eles não são compatíveis. Você não pode misturar fibra multimodo e monomodo entre dois pontos de extremidade. A ótica também não é compatível.

Há muito mais a dizer sobre fibra, em geral, mas espero que isso responda à sua pergunta imediata.

A fibra multimodo (MMF) usa um núcleo muito maior e geralmente usa um comprimento de onda mais longo da luz. Por esse motivo, as ópticas usadas no MMF têm maior capacidade de captar luz do laser. Em termos práticos, isso significa que a óptica é mais barata.

A fibra monomodo (SMF) tem tolerâncias muito mais rígidas para as ópticas usadas. O núcleo é menor e o comprimento de onda do laser é mais estreito. Isso significa que o SMF tem capacidade para maior largura de banda e distâncias muito maiores na transmissão.

Com 10 GB ao virar da esquina para muitos dos meus clientes, comecei a recomendar que eles usassem SMF em todos os lugares para conexões. Quando instalado como parte de um projeto, o custo extra do SMF é insignificante em comparação ao MMF. Isso também significa que você não precisará retirar sua fábrica de fibras MMF para atualizar as velocidades em alguns anos.

[MMF] comprimento de onda mais longo (850 nm), feixe muito maior do que [SMF] comprimento de onda curto (1310 nm-15 ?? nm), feixe estreito.

A principal diferença que ninguém tocou é "dispersão modal" , que é um termo chique para descrever como a luz se move através da fibra. Esta página entra em muito mais detalhes. A primeira foto resume ... MM está refletindo na borda da fibra, resultando em uma dispersão de luz na extremidade oposta, porque os fótons que caem no centro viajam menos distância do que os que refletem muito; um pulso de 1ns entrando em uma extremidade não sai como um pulso de 1ns limpo na outra extremidade. O efeito é bastante reduzido no SMF devido à fibra de diâmetro muito menor e à injeção precisa ("lançamento") do laser no centro da fibra. A dispersão piora à medida que a distância aumenta.

Leia tudo o que você sempre quis saber sobre redes ópticas - mas teve medo de perguntar

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Aqui estão algumas coisas ainda não cobertas.

• Usar apenas o modo único permite usar um tipo de fibra para tudo (menos ópticas, tipos de cabos de sobra)
• Nenhuma probabilidade de obsolescência (por exemplo, OM3 parecia estar atual por ~ 3 anos)
• Oferece opções de par único para 40 e 100g
• Oferece opções de fibra única de 1 e 10g
• Embora as ópticas sejam mais caras, elas são <2x e oferecem um alcance muito mais longo (lembre-se de comprar ópticas OEM, não renovadas)

É claro que, no lado do longo curso, agora existem sistemas DWDM enviando 16 TB por meio de fibra de modo único e único (na prática, como sempre somos bidirecionais, é um par de 16 TB) e, quando você precisar de vários links além de um " Os sistemas DWDM à distância do campus "(para CWDM com comprimento de fibra <40 kM) podem fazer sentido em termos financeiros; com amplificadores ópticos e gerenciamento de dispersão, existem muitos sistemas de cabos submarinos com vários terabits que funcionam puramente regenerados opticamente por mais de 10.000 kM.

A fibra monomodo tem um núcleo menor (9 mícrons), resultando em menor difração da luz ao longo da distância que a fibra multimodo (50, 62,5) mícron.

A fragilidade e o aumento do custo para produzir fibra monomodo tornam o uso mais caro, motivo pelo qual o modo multimodo é normalmente usado quando você não precisa da distância do modo monomodo.

O multimodo geralmente tem um alcance de até ~ 550 metros, enquanto o modo monomodo tem potencial para atingir 10.000 metros (40.000 metros com ER)

A principal diferença entre SMF e MMF? distância e custo

A fibra de modo único tem um maior potencial de distância e pode suportar corridas entre 2 e 10.000 metros. No entanto, a óptica é o dobro do custo da óptica MMF.

Uma coisa a considerar com a fibra multimodo é o grau de fibra existente. Falei com muitos clientes que instalaram a fibra OM1 em meados dos anos 90 e agora desejam que o 10GbE seja executado com a mesma fibra, e muito frustrados ao saber que essa fibra suporta apenas 10GbE até 26m.

O Gigabit SX-LC Mini-GBIC fornece uma solução Gigabit full-duplex de até 550 metros sobre fibra multimodo.

• 2-220 m (diâmetro do núcleo de 62,5 µm / largura de banda de 160 MHz * km)
• 2-275 m (diâmetro do núcleo de 62,5 µm / largura de banda de 200 MHz * km)
• 2-500 m (diâmetro do núcleo de 50 µm / largura de banda de 400 MHz * km)
• 2-550 m (diâmetro do núcleo de 50 µm / largura de banda de 500 MHz * km)

O Gigabit LX-LC Mini-GBIC fornece uma solução Gigabit full-duplex de até 10 km em fibra monomodo ou até 550 metros em fibra multimodo.

• 2-550 m (diâmetro do núcleo multimodo de 62,5 µm / largura de banda de 500 MHz * km)
• 2-550 m (diâmetro do núcleo multimodo de 50 µm / 400 MHz * km de largura de banda)
• 2-550 m (diâmetro do núcleo multimodo de 50 µm / largura de banda de 500 MHz * km)
• 2-10.000 m (fibra monomodo)

O SFP + Short Range de 10 GbE suporta o padrão SR de 10 Gb, fornecendo conectividade de 10 Gb até 300 metros sobre fibra multimodo.

• 2-26 metros (62,5 µm de diâmetro central / 160 MHz * km de largura de banda)
• 2-33 metros (62,5 µm de diâmetro central / 200 MHz * km de largura de banda)
• 2-66 metros (diâmetro do núcleo de 50 µm / largura de banda de 400 MHz * km)
• 2-82 metros (diâmetro do núcleo de 50 µm / largura de banda de 500 MHz * km)
• 2-300 metros (diâmetro do núcleo de 50 µm / largura de banda de 2000 MHz * km)

O 10-GbE SFP + Long Range suporta o padrão LR de 10 Gb, fornecendo conectividade de 10 Gb até 10 km sobre fibra monomodo.

A fibra monomodo geralmente custa menos que a fibra multimodo. Ao construir uma rede de fibra de 1Gb na qual eu queria poder atingir 10Gb ou mais rapidamente, descobri que as economias no custo de fibra (cerca da metade do preço) para .vs monomodo. O multimodo OM3 ou OM4 cobriu mais do que o aumento (35% ou mais com compras adequadas) no custo de SFPs (novíssimos) naquele momento - e não limitou o comprimento dos meus links como o OM3 ou OM4. Nem é limitado a 10 GB. Eu também ganhei um orçamento enorme de perdas, já que um conjunto LX monomodo foi projetado para atingir 10 km (mas também funciona bem a 5 metros).

A sabedoria convencional não alcançou essa realidade específica. Se você deseja examinar os SFPs ex-fibercanal usados ​​(eu era, mas não os usei na fase de justificativa econômica), o preço do 1Gbe monomodo cai pelo chão.

Minha preferência é usar APENAS um modo monomodo (e, dentro de prédios, cobre 5e) neste momento. Em breve, usarei uma fibra monomodo de 25m, porque é uma conexão entre edifícios e tenho eliminado o cobre entre as conexões do prédio e tendo muito menos problemas com trovoadas como resultado direto disso. Sob diferentes restrições, eu provavelmente consideraria o uso do multimodo OM3 / 4 para execuções curtas e facilmente substituídas dentro de edifícios ou dentro de uma sala de servidores; sob as restrições reais em que tenho que operar (baixo orçamento), 10Gbe ainda está em algum momento no futuro - mas posso ir lá no cabeamento que tenho, quando posso. Na minha opinião, qualquer fibra multimodo deve ser considerada uma compra de curto prazo com a progressão das taxas de dados. Basta perguntar a qualquer pessoa com uma instalação multimodo de 62,5 (100Mbit, 2Km, IIRC) em vigor - o modo único que poderia ter sido instalado ao mesmo tempo ainda funciona com as taxas de dados atuais. OM1 está obsoleto. OM2 é obsoleto. OM3 é quase obsoleto.

Se você tem orçamento e precisa de conexões curtas de 10 Gb, a fibra parece preferível ao cobre de 10 Gb, e a economia finalmente verifica ainda o modo multimodo. Fique de olho nessa economia, pois a história sugere que o prêmio de preço para monomodo cairá.

A fibra multimodo tem um núcleo maior, isso facilita as tolerâncias para terminação e torna o hardware transciever mais barato, mas permite vários modos de propagação, resultando em uma mancha no tempo do sinal recebido. Existem truques para reduzir essa mancha de tempo, resultando em uma proliferação de diferentes graus de fibra multimodo.

Portanto, a sabedoria tradicional era que você usaria multimodo dentro de um prédio ou campus e monomodo para links de longa distância entre vários sites.

No entanto, essa sabedoria tradicional se tornou cada vez mais questionável. Os padrões multimodo mais recentes tornaram-se cada vez mais exigentes quanto ao tipo e comprimento dos cabos, tornando muito difícil a prova futura de uma instalação de cabos multimodo. Isso pode acontecer mesmo que a velocidade permaneça a mesma, por exemplo, os primeiros itens de 10 gigabits geralmente eram LX4, o que é relativamente tolerante, enquanto os itens modernos de multimodo de 10 gigabits geralmente são os SR muito menos tolerantes.

Enquanto isso, a fibra monomodo existente é executada, pelo menos nas distâncias do campus permanecem compatíveis com os novos padrões que surgiram.

Portanto, meu conselho seria: se for uma instalação de curto prazo que será arrancada por razões não relacionadas antes que qualquer atualização de velocidade seja necessária, considere o modo monomodo e o multimodo e opte pela opção mais econômica. Se for uma instalação de longo prazo que precisará de atualizações rápidas ao longo do tempo, escolha um modo único.

Você pode fazer referência às especificações do cabo para cada módulo. Este é da especificação Cisco SFP + 10G e seu cabeamento de suporte. http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/modules/ps5455/data_sheet_c78-455693.html

Usei com êxito o cabo MMF em um SFP 1000Base LX / LH, você precisa de um cabo de manobra de condicionamento de modo. Foi uma correção temporária feia, uma vez que obtivemos o SFP correto, tudo voltou ao normal.

Patch cord de condicionamento de modo

Do ponto de vista físico, a dispersão é uma das principais razões para menor velocidade das fibras multimodo.

Em distâncias maiores, a dispersão torna os pulsos ópticos mais amplos, mais desfocados, barulhentos, pouco claros e distinguíveis. E a dispersão é maior para fibras multimodo em comparação com fibras monomodo. Existem diferentes tipos de dispersão . As fibras de modo único também têm dispersão, mas são muito menores.

A fibra multimodo é uma fibra com um núcleo "grande" (50-60 µ), isso significa que a luz pode seguir várias maneiras (ou seja, modos) de passar pela fibra. Minha analogia é que você está em uma catedral e fala com uma pessoa do lado oposto da catedral. Haverá muitos ecos e será realmente difícil ouvi-lo.

As fibras de modo único têm um núcleo muito menor (9µ). Portanto, a luz pode seguir apenas uma faixa (modo ie). Agora imagine que você fala com a mesma pessoa, mas em vez de uma catedral, você fala através de um pequeno cano, o som é claro e nítido (não é óbvio, mas tente!).

Agora tente colocar o cano no final da catedral: você ouvirá quase nada: misturar modo multimodo e único não é uma boa ideia, mesmo que funcione em condições específicas (distâncias muito pequenas).

Devido ao núcleo menor, a fibra monomodo e os transceptores são um pouco complexos de fazer. Mas o preço do SM costuma se aproximar do preço do MM.

Em relação às performances, estas respostas mais complexas do que as anteriores declararam:

• Por um lado, no modo único, ter um sinal nítido e claro torna a comunicação um pouco mais fácil de executar. É por isso que a maioria das pessoas diz que o SM oferece melhores desempenhos para um comprimento de fibra especificado.
• Por outro lado, agora existem produtos que permitem isolar cada modo de fibra multimodo individualmente (é chamado de Conversão de luz em vários planos). É como se você dividisse a catedral em dezenas de pequenos canos.

Hoje em dia, os registros de desempenho do datarate são realizados em fibra multimodo ...

A fibra de modo único, SMF, é normalmente usada para trechos de cabos medidos em milhas ou quilômetros. As ópticas baseadas em laser são relativamente caras. O SMF é normalmente usado por transportadoras e em campi muito grandes, plantas industriais.

A fibra multimodo, MMF, é usada para trechos de cabos medidos em centenas de pés ou metros. A óptica baseada em LED é relativamente acessível. O FMM é normalmente usado em edifícios de vários andares e em campus menores, como escolas de ensino médio.