ความรู้

สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกสามารถวิ่งได้ไกลแค่ไหน? หลังจากหลายปีของการวางแผนและทดสอบการใช้งานไฟเบอร์ลิงก์ - จากข้อมูลสั้นๆ-แพตช์กลางวิ่งไปยัง-แกนหลักของเมือง - คำตอบที่ตรงไปตรงมาของฉันคือไม่มีตัวเลขตัวเดียว แต่ช่วงต่างๆ นั้นสามารถคาดเดาได้เมื่อคุณรู้ว่าจะต้องมองหาอะไร การวิ่งอาจเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่มัลติโหมดไม่กี่ร้อยเมตรภายในอาคาร ไปจนถึงโหมดขยายเดี่ยว- มากกว่า 10,000 กม. ใต้มหาสมุทร สิ่งที่กำหนดขีดจำกัดคือประเภทของไฟเบอร์ ความยาวคลื่น กำลังของตัวรับส่งสัญญาณหรือเครื่องขยายสัญญาณ และความสะอาดของขั้วต่อและรอยต่อของคุณ ด้านล่างนี้ ฉันแจกแจงระยะทาง-สูงสุดจริงของโลกของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงตามประเภท แสดงวิธีคำนวณระยะการเข้าถึงของลิงก์ และอธิบายว่าวิศวกรขยายใยแก้วนำแสงไปทั่วเมือง ทวีป และมหาสมุทรได้อย่างไร

จากไม่กี่ร้อยเมตรไปจนถึงกว่า 10,000 กิโลเมตร

หากคุณต้องการเพียงตัวเลขพาดหัว นี่คือภาพรวมระยะทางของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงตามประเภท ระยะเอื้อมจะกระโดดเป็นขั้นๆ ที่ชัดเจน ขึ้นอยู่กับไฟเบอร์และอุปกรณ์ที่ปลายแต่ละด้าน

อะไรเป็นตัวกำหนดว่าไฟเบอร์วิ่งได้ไกลแค่ไหน?

แสงไม่ได้เดินทางผ่านกระจกฟรีๆ เอฟเฟกต์ทางกายภาพสองแบบทำให้เพดานอยู่ไกลออกไป อย่างแรกก็คือการลดทอน- สัญญาณจะอ่อนลงขณะเดินทาง ซึ่งเกิดจากการดูดกลืนแสง การกระเจิง และการสูญเสียการโก่งตัว และวัดเป็นเดซิเบลต่อกิโลเมตร (dB/กม.) ประการที่สองคือการกระจายตัว- ชีพจรแสงกระจายออกไปตามระยะทาง ซึ่งท้ายที่สุดจะจำกัดอัตราข้อมูลมากกว่าการเข้าถึงข้อมูลดิบ

สำหรับไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-มาตรฐานนั้นคำแนะนำของ ITU-T G.652การลดทอนสูงสุดที่ 0.4 dB/km ที่ 1310 nm และ 0.35 dB/km ที่ 1550 nm และไฟเบอร์ G.652.D สมัยใหม่มักจะทำได้ดีกว่าในสนาม เนื่องจากการสูญเสียนั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น- เพียงแค่ย้ายจากหน้าต่าง 1310 นาโนเมตรไปเป็นหน้าต่าง 1550 นาโนเมตรก็สามารถช่วยให้คุณเข้าถึงได้มากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดบนเส้นใยเดียวกัน

นอกเหนือจากหลักฟิสิกส์แล้ว ปัจจัยเชิงปฏิบัติสี่ประการจะตัดสินจำนวนที่แท้จริงของคุณ:

• ชนิดและเกรดของไฟเบอร์โหมด - มัลติโหมดเทียบกับโหมดเดี่ยว- และเกรดคลาส OM หรือ G- เฉพาะ
• ความยาวคลื่น- 1310 นาโนเมตร เทียบกับหน้าต่างการสูญเสีย- ต่ำกว่า 1550 นาโนเมตร
• เครื่องรับส่งสัญญาณหรือเครื่องขยายกำลัง- กำลังการเปิดตัวและความไวของตัวรับจะกำหนดงบประมาณแบบออปติคัล
• คุณภาพของตัวเชื่อมต่อและการประกบกัน- ทุกคู่ที่จับคู่และประกบฟิวชั่นจะเพิ่มการสูญเสียที่กินเข้าไปถึงมือคุณ

หากคุณยังคงเลือกระหว่างประเภทไฟเบอร์ ภาพรวมของเราโหมดเดี่ยว-เทียบกับไฟเบอร์มัลติโหมดแจกแจงรายละเอียดการแลกเปลี่ยน-ให้ละเอียดยิ่งขึ้น

มัลติไฟเบอร์ระยะทางสูงสุด (OM1 ถึง OM5)

ไฟเบอร์มัลติโหมดถูกใช้ภายในอาคาร ศูนย์ข้อมูล และ LAN แกนที่ใหญ่กว่านั้นเชื่อมต่อได้ง่ายและราคาถูก แต่มีปัญหาการกระจายตัวของโมดัล ซึ่งเป็นผนังที่จำกัดระยะทางสูงสุดของมัลติโหมดไฟเบอร์ด้วยความเร็วที่สูงกว่า ระยะทางมาตรฐานด้านล่างนี้กำหนดโดยมาตรฐานอีเธอร์เน็ต IEEE 802.3สำหรับ 10 กิกะบิตอีเทอร์เน็ต (10GBASE-SR)

ที่ 1 กิกะบิตอีเทอร์เน็ต มัลติโหมดจะเข้าถึงได้ไกลกว่า - สูงถึงประมาณ 550 ม. บน OM3 - แต่รูปแบบก็ชัดเจน: ยิ่งอัตราข้อมูลสูง มัลติโหมดก็จะทำงานสั้นลง ตามหลักการทั่วไป หากวันนี้ลิงก์ของคุณยาวไม่ถึง 300 ม. และยังคงมีขนาดสั้น มัลติโหมดคือตัวเลือกที่คุ้มค่า- หากการวิ่งยาวนานขึ้น หรือคุณคาดว่าจะอัปเกรดเป็น 25G, 40G, 100G หรือสูงกว่านั้น โหมดเดี่ยว-จะเป็นทางเลือกที่ดีกว่า-ในระยะยาว คุณสามารถตรวจสอบเกรดและการก่อสร้างได้จากเรามัลติไฟเบอร์หน้าหนังสือ.

ระยะสูงสุดของไฟเบอร์โหมดเดี่ยว- (LR, ER, ZR)

ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-ซึ่งมีแกนกลางขนาดเล็กและเส้นทางแสงที่มั่นคง ทำให้เกิดคำถามว่าไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-สามารถวิ่งได้ไกลแค่ไหน ไม่มีอะไรนอกจากตัวรับส่งสัญญาณ - ไม่มีเครื่องขยายสัญญาณ - เลนส์มาตรฐานช่วยให้คุณมีระยะห่างที่สะอาดและทำซ้ำได้

การกระโดดจาก 10 กม. เป็น 80 กม. ไม่ฟรี เลนส์ที่เข้าถึงได้ไกลกว่า-ใช้กำลังการยิงที่สูงกว่า ตัวรับที่ละเอียดอ่อนกว่า และหน้าต่างขนาด 1550 นาโนเมตร และเลยระยะทางประมาณ 40 กม. คุณก็เริ่มออกแบบการกระจายตัวของสี รายละเอียดที่เป็นประโยชน์ที่ดึงดูดผู้คน: ในลิงก์แบบสั้น โมดูลคลาส ZR- สามารถทำให้เครื่องรับทำงานหนักเกินไปได้ ดังนั้นคุณอาจต้องใช้ตัวลดทอนแบบอินไลน์เพื่อดึงกำลังที่ได้รับกลับเข้าสู่ระยะ สำหรับด้านทัศนศาสตร์ของลิงค์ โปรดดูกลุ่มผลิตภัณฑ์ของเราโมดูลรับส่งสัญญาณแสงและสำหรับเส้นใยนั้นเองของเราไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-เกรด

ระยะทางไกลของไฟเบอร์-พร้อมเครื่องขยายสัญญาณ (EDFA และ DWDM)

เมื่อลิงก์มีขนาดเกินกว่าที่ตัวรับส่งสัญญาณสามารถส่งผ่าน - คิดข้าม-เมือง ข้าม-ประเทศ หรือข้าม-เส้นทางมหาสมุทร - ของมันเอง เราจะหยุดพึ่งพาใยแก้วนำแสงและเริ่มวิศวกรรมสาย เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เจือปน (EDFA) เออร์เบียม-ช่วยเพิ่มแสงโดยตรง โดยไม่ต้องแปลงกลับไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า ในการออกแบบภาคพื้นดินทั่วไป ไซต์แอมพลิฟายเออร์จะอยู่ที่ประมาณทุกๆ 80 ถึง 120 กม. แต่ระยะห่างนั้นเป็นผลลัพธ์ของการออกแบบ ไม่ใช่มาตรฐานที่ตายตัว โดยขึ้นอยู่กับการสูญเสียช่วง การลดทอนของไฟเบอร์ OSNR รูปแบบการมอดูเลชั่น และการแก้ไขข้อผิดพลาดไปข้างหน้า

ชั้นมัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น (DWDM)ที่ด้านบนสุด และคู่ไฟเบอร์คู่เดียวมีช่องสัญญาณที่มีความยาวคลื่นอิสระหลายสิบช่อง โดยแต่ละช่องทางความเร็วสูง-ของตัวเอง ครอบคลุมระยะทางหลายร้อยถึงหลายพันกิโลเมตร การผสมผสานของ-ไฟเบอร์สูญเสียต่ำ การขยายสัญญาณ และ DWDM เป็นสิ่งที่ทำให้แบ็คโบนระยะไกล-และระยะไกลพิเศษ--เป็นไปได้

ระยะทางของสายเคเบิลใยแก้วใต้น้ำ

สายเคเบิลใต้น้ำเป็นจุดสิ้นสุดสุดของระยะไฟเบอร์ ระบบใต้ทะเลแบบทวนสัญญาณวิ่งเป็นระยะทางหลายพันกิโลเมตร โดยระบบใต้ทะเลที่ทอดยาวที่สุดมีระยะทางมากกว่า 10,000 กม. โดยใช้เครื่องทวนสัญญาณแบบออปติคอลที่จมอยู่ใต้น้ำซึ่งขับเคลื่อนผ่านสายเคเบิล ตามเทเลภูมิศาสตร์ระบบเหล่านี้รับส่งข้อมูลระหว่างทวีปมากกว่า 99% ผ่านเครือข่ายเคเบิลทั่วโลกที่ยาวกว่าล้านกิโลเมตร หากคุณทำงานในส่วนนี้ของเราสายเคเบิลใยแก้วนำแสงใต้น้ำได้รับการออกแบบมาเพื่อสภาวะเหล่านี้อย่างแน่นอน

ระยะทางของสายเคเบิลไฟเบอร์เทียบกับทองแดง

Copper Ethernet เช่น Cat6 หรือ Cat6A มีความสูงสูงสุดที่ 100 ม. ตัวเลขตัวเดียวนั้นเป็นสาเหตุว่าทำไมไฟเบอร์จึงชนะทุกเวลา ระยะทางจึงมีความสำคัญ: แม้แต่มัลติโหมดพื้นฐานก็ไปได้ไกลกว่านั้นหลายเท่า และโหมดเดี่ยว-ก็ไปได้ไกลกว่านั้นหลายพันเท่า นอกเหนือจากการเข้าถึงแบบดิบแล้ว ไฟเบอร์จะขจัดสายโซ่ของสวิตช์ระดับกลางและรีพีทเตอร์ที่ทองแดงอาจจำเป็นต้องใช้ ซึ่งโดยทั่วไปหมายถึงเครือข่ายการบำรุงรักษาที่ง่ายกว่า มีเสถียรภาพมากกว่า และ-ต่ำกว่า

วิธีการคำนวณระยะทางเชื่อมต่อไฟเบอร์ (งบประมาณพลังงานแสง)

ในทางปฏิบัติ คุณไม่ต้องเดาระยะทาง - ที่คุณใช้งบประมาณด้านพลังงานแสง ลิงก์จะทำงานเมื่องบประมาณออปติคัลที่มีอยู่มากกว่าหรือเท่ากับการสูญเสียทั้งหมดตามเส้นทาง:

ค่าออพติคัลที่มีอยู่ มากกว่าหรือเท่ากับการสูญเสียไฟเบอร์ + การสูญเสียตัวเชื่อมต่อ + การสูญเสียรอยต่อ + อัตราความปลอดภัย

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างการทำงานง่ายๆ สำหรับลิงก์วิทยาเขตโหมดเดี่ยว- 8 กม. โดยใช้เลนส์ 10GBASE-LR:

• งบประมาณด้านแสง (เลนส์ LR): ประมาณ 6 dB ของงบประมาณที่ใช้งานได้
• การสูญเสียไฟเบอร์: 8 กม. × 0.35 เดซิเบล/กม. 2.8 เดซิเบล
• ตัวเชื่อมต่อ: 2 คู่ที่จับคู่ × 0.5 dB=1.0 dB
• รอยต่อ: 2 × 0.1 dB=0.2 dB
• อัตรากำไรขั้นต้นที่แนะนำ: ประมาณ 1.0 dB
• ต้องการทั้งหมด: ประมาณ 5.0 dB ซึ่งอยู่ภายในงบประมาณ 6 dB ดังนั้นลิงก์จะผ่านพร้อมกับเฮดรูม

หากยอดรวมเกินงบประมาณของคุณ คุณมีทางเลือกที่ชัดเจน: อัปเกรดเป็นออปติกกำลังสูง- เปลี่ยนไปใช้ความยาวคลื่นที่สูญเสีย-น้อยลง ล้างการสูญเสียแบบพาสซีฟ หรือเพิ่มเครื่องขยายสัญญาณ

วิธีขยายระยะทางของสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก

หากต้องการเพิ่มลิงก์ที่มีอยู่เพิ่มเติม ต่อไปนี้คือขั้นตอนตามลำดับคร่าวๆ ที่ฉันจะลองใช้:

• ทำความสะอาดและตรวจสอบใบหน้าส่วนท้ายขั้วต่อที่สกปรกถือเป็นการสูญเสียที่หลีกเลี่ยงได้บ่อยที่สุด การทำความสะอาดเพียงอย่างเดียวสามารถฟื้นตัวได้ 1 ถึง 3 เดซิเบล ซึ่งอาจหมายถึงระยะทางเพิ่มเติมอีกหลายกิโลเมตร
• ย้ายไปที่ตัวรับส่งสัญญาณที่ยาวกว่า-ตัวอย่างเช่น LR ถึง ER ถึง ZR เพื่อพลังการยิงและความไวของตัวรับที่มากขึ้น
• เลื่อนความยาวคลื่นจาก 1310 นาโนเมตรไปจนถึงค่าการสูญเสีย-ที่ต่ำกว่า 1550 นาโนเมตรบนไฟเบอร์มาตรฐาน
• ลดการสูญเสียเชิงรับโดยใช้ตัวเชื่อมต่อน้อยลง รอยต่อดีขึ้น และรัศมีการโค้งงอที่ถูกต้อง
• เพิ่ม EDFA หรือย้ายไปยัง DWDMสำหรับช่วงที่เกินกว่าที่ออปติกเดียวจะสามารถเข้าถึงได้
• ใช้ไฟเบอร์เกรดอื่นเช่น การสูญเสียพิเศษ-ต่ำ- G.654.E สำหรับช่วงที่ยาวมาก

• 

ข้อผิดพลาดทั่วไปในสนามที่ทำให้การวิ่งของคุณสั้นลง

ก่อนที่จะเริ่มใช้งานลิงก์ใดๆ ฉันจะตรวจสอบสิ่งที่ทำให้งบประมาณระยะทางหมดไปอย่างเงียบๆ:

• รอยต่อไม่ดีและมีการสูญเสียรอยต่อสูง- การต่อฟิวชันที่ไม่ดีสองสามเส้นอาจมีราคาสูงกว่าไฟเบอร์หนึ่งกิโลเมตร
• ใบหน้าปลายสกปรกหรือมีรอยขีดข่วน- โดยปกติจะมองไม่เห็นด้วยตาแต่ชัดเจนในขอบเขตการตรวจสอบ
• โค้งงออย่างแน่นหนาต่ำกว่ารัศมีโค้งต่ำสุด- มีราคาแพงเป็นพิเศษที่ 1,550 นาโนเมตร
• ไฟเบอร์ผิดเกรด-- ทำงาน 10G บน OM1 หรือ OM2 เมื่อลิงก์ต้องการโหมด OM3, OM4 หรือโหมดเดี่ยว-จริงๆ
• กำลังข้ามการยืนยัน- ทุกลิงก์ควรได้รับการพิสูจน์ด้วยการติดตาม OTDR และการทดสอบการสูญเสียการแทรก-ก่อนที่จะเผยแพร่

จุดสุดท้ายนั้นสำคัญที่สุด ยืนยันด้วยการทดสอบสายเคเบิลใยแก้วนำแสงการใช้ OTDR และมิเตอร์วัดกำลังเป็นวิธีเดียวที่จะยืนยันระยะขอบที่แท้จริงของคุณ แทนที่จะเชื่อถือเอกสารข้อมูลจำเพาะ

ประเด็นสำคัญ

ระยะห่างของไฟเบอร์ไม่ได้ถูกจำกัดด้วยกระจก - จริงๆ แต่ถูกจำกัดโดยการออกแบบระบบและงบประมาณด้านออปติคัลของคุณ มัลติโหมดครอบคลุมอาคาร โหมดเดี่ยว-ครอบคลุมทั้งวิทยาเขตและเมือง DWDM ที่ขยายขยายครอบคลุมประเทศ และระบบใต้ทะเลที่ทำซ้ำครอบคลุมโลก เลือกไฟเบอร์และออปติกเพื่อให้เหมาะกับการทำงาน จัดสรรงบประมาณด้านพลังงาน และตรวจสอบลิงก์ก่อนที่คุณจะเริ่มใช้งาน จากนั้นไฟเบอร์ก็จะไปถึงทุกที่ที่เครือข่ายของคุณต้องการ