Sejauh manakah Kabel Gentian Optik Boleh Dijalankan? Had Jarak Diterangkan

Kabel gentian optik boleh dijalankan dari mana-mana sahaja 2 kilometer hingga lebih 100 kilometer tanpa penjanaan semula isyarat, bergantung pada jenis kabel dan aplikasi. Gentian mod tunggal (SMF) menyokong jarak sehingga 40-100 kilometer untuk aplikasi standard, manakala gentian berbilang mod (MMF) biasanya terhad kepada 300 meter hingga 2 kilometer . Jarak sebenar bergantung pada faktor termasuk jenis gentian, panjang gelombang, peralatan rangkaian dan keperluan kualiti isyarat.

Keupayaan Jarak Gentian Mod Tunggal

Gentian mod tunggal direka untuk penghantaran jarak jauh dan mewakili tulang belakang rangkaian telekomunikasi di seluruh dunia. Diameter terasnya yang kecil (8-10 mikron) membolehkan cahaya bergerak dalam satu laluan, meminimumkan penyebaran isyarat dan membolehkan jangkauan yang luar biasa.

Aplikasi Mod Tunggal Standard

Untuk penggunaan rangkaian biasa, gentian mod tunggal mencapai jarak berikut:

• 1000BASE-LX (1 Gbps): Sehingga 10 kilometer dengan optik standard, boleh dilanjutkan hingga 40 kilometer dengan modul yang dipertingkatkan
• 10GBASE-LR (10 Gbps): Julat standard 10 kilometer, dengan 10GBASE-ER mencapai 40 kilometer
• 40GBASE-LR4 dan 100GBASE-LR4: 10 kilometer untuk sambungan pusat data berkelajuan tinggi
• Varian jangkauan panjang (ER/ZR): 40-80 kilometer untuk rangkaian metropolitan dan serantau

Penyelesaian Julat Lanjutan

Dengan peralatan khusus, gentian mod tunggal boleh menjangkau jarak yang lebih jauh. Sistem pemultipleksan pembahagian panjang gelombang padat (DWDM) secara rutin menghantar isyarat lebih 1,000 kilometer dengan menggunakan pelbagai panjang gelombang dan penguat optik. Kabel dasar laut yang menghubungkan benua menggunakan gentian mod tunggal untuk merentang 10,000 kilometer merentasi dasar lautan, dengan pengulang diletakkan setiap 50-100 kilometer untuk menjana semula isyarat.

Had Jarak Gentian Berbilang Mod

Gentian berbilang mod mempunyai diameter teras yang lebih besar (50 atau 62.5 mikron) yang membolehkan berbilang mod cahaya merambat secara serentak. Walaupun ini menjadikannya lebih mudah untuk digunakan dan lebih murah untuk jarak dekat, ia menghasilkan penyebaran mod yang mengehadkan julat penghantaran dengan ketara.

Coraknya jelas: apabila kadar data meningkat, keupayaan jarak berbilang mod berkurangan. Untuk Aplikasi 40 dan 100 Gbps , malah gentian OM5 terkini dihadkan kepada 100-150 meter, menjadikannya hanya sesuai untuk persekitaran pusat data di mana peralatan terletak berdekatan.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Jarak Penghantaran

Belanjawan Kuasa Optik

Anggaran kuasa optik mewakili jumlah kehilangan isyarat sistem boleh bertolak ansur antara pemancar dan penerima. Transceiver biasa mungkin menghantar pada -3 dBm dan memerlukan kuasa diterima minimum sebanyak -20 dBm , menyediakan bajet kuasa 17 dB. Setiap penyambung, sambungan dan meter kabel menggunakan sebahagian daripada belanjawan ini melalui kehilangan dan pengecilan sisipan.

Pemilihan Panjang Gelombang

Panjang gelombang yang berbeza mengalami kadar pengecilan yang berbeza dalam gentian. Panjang gelombang yang paling biasa dan ciri-cirinya termasuk:

• 850nm: Digunakan dalam gentian berbilang mod, pengecilan 2.5-3.5 dB/km, jangkauan terpendek
• 1310nm: Biasa untuk mod tunggal, pengecilan 0.35-0.5 dB/km, baik untuk jarak sederhana
• 1550nm: Diutamakan untuk jarak jauh, pengecilan 0.2-0.25 dB/km, membolehkan capaian maksimum

Kualiti dan Pemasangan Kabel

Amalan pemasangan yang buruk secara mendadak mengurangkan jarak berkesan. Microbends dari jejari lentur yang ketat , tekanan pada penyambung, dan pencemaran pada muka hujung gentian boleh menambah 0.5-3 dB kehilangan setiap titik sambungan. Kabel yang dinilai untuk 10 km mungkin hanya mencapai 5 km jika dipasang dengan tidak berhati-hati dengan banyak sambatan kehilangan tinggi.

Kesan Penyerakan

Penyerakan kromatik menyebabkan panjang gelombang yang berbeza bergerak pada kelajuan yang sedikit berbeza, menyebarkan denyutan pada jarak yang jauh. Dalam gentian mod tunggal pada 1550nm, penyebaran kromatik adalah lebih kurang 17 ps/(nm·km) . Untuk isyarat 10 Gbps melebihi 80 km, ini boleh menyebabkan peluasan nadi yang ketara, memerlukan modul pampasan serakan untuk mengekalkan integriti isyarat.

Senario Aplikasi Praktikal

Rangkaian Kampus

Kampus universiti dan korporat biasanya digunakan Gentian berbilang mod OM3 atau OM4 untuk sambungan bangunan ke bangunan di bawah 300 meter, dengan kos sekitar $0.50-2.00 semeter dipasang. Untuk bangunan yang dipisahkan dengan jarak yang lebih jauh, gentian mod tunggal menyediakan ketersambungan sehingga beberapa kilometer pada kos bahan yang lebih tinggi sedikit tetapi jumlah kos pemilikan yang jauh lebih rendah disebabkan keperluan elektronik yang berkurangan.

Rangkaian Metropolitan

Perkhidmatan Metro Ethernet biasanya menggunakan gentian mod tunggal untuk menyambungkan lokasi perniagaan di seluruh bandar. Jarak dari 20-40 kilometer adalah rutin dengan optik standard, manakala 80 kilometer boleh dicapai dengan transceiver jangkauan lanjutan. Pembekal perkhidmatan biasanya mengekalkan gelang gentian dengan berbilang laluan untuk lebihan.

Pusat Data Saling Sambung

Pusat data moden memerlukan sambungan berkelajuan tinggi antara kemudahan untuk pemulihan bencana dan pengimbangan beban. Sambungan 100 Gbps lebih 10-40 kilometer menggunakan gentian mod tunggal telah menjadi standard, dengan pembekal terkemuka melaksanakan Pautan 400 Gbps untuk titik sambung utama. Sistem ini sering menggunakan teknologi optik yang koheren untuk memaksimumkan kapasiti dan jangkauan.

Fiber to the Home (FTTH)

Penggunaan gentian kediaman biasanya menggunakan seni bina rangkaian optik pasif (PON) yang membelah satu gentian untuk berkhidmat 32-64 rumah melebihi jarak sehingga 20 kilometer dari pejabat pusat. Sokongan standard XGS-PON dan NG-PON2 terkini Kelajuan simetri 10 Gbps sambil mengekalkan julat ini, menyediakan kapasiti yang mencukupi untuk dekad pertumbuhan permintaan kediaman.

Melangkaui Jarak Standard

Penguat Optik

Penguat gentian dop erbium (EDFA) meningkatkan isyarat optik tanpa menukar kepada bentuk elektrik, membolehkan menjangkau 80-120 kilometer antara titik penguatan. EDFA biasa menyediakan 15-25 dB keuntungan , mengimbangi pengecilan gentian dan membenarkan isyarat merentasi berbilang segmen. Rangkaian jarak jauh melonjakkan berbilang penguat untuk mencapai jarak merentasi benua.

Penjana Semula dan Pengulang

Apabila kualiti isyarat merosot melebihi apa yang boleh diperbetulkan oleh amplifikasi, penjana semula elektronik menukar isyarat optik kepada elektrik, bersih dan masa semula, kemudian hantar semula pada pembawa optik baharu. Sistem kabel dasar laut meletakkan penjana semula setiap 50-100 kilometer dalam perumahan tertutup di dasar lautan, dengan jangka hayat reka bentuk sebanyak 25 tahun dan tiada keupayaan penyelenggaraan setelah digunakan.

Pembetulan Ralat Hadapan

Sistem berkelajuan tinggi moden menggabungkan pembetulan ralat ke hadapan (FEC) yang canggih yang menambahkan lebihan pada aliran data, membolehkan penerima membetulkan ralat bit tanpa penghantaran semula. FEC keputusan keras boleh memanjangkan jangkauan sebanyak 2-3 dB, manakala FEC keputusan lembut menambah 10-11 dB keuntungan pengekodan, berpotensi menggandakan jarak yang boleh dicapai untuk sistem penghantaran yang koheren.

Memilih Fiber yang Tepat untuk Keperluan Jarak Anda

Memilih kabel gentian optik yang sesuai memerlukan mengimbangi keperluan semasa dengan keperluan masa depan dan kekangan belanjawan. Untuk jarak di bawah 300 meter di pusat data , gentian berbilang mod OM4 menawarkan nisbah prestasi kos terbaik dengan transceiver yang mudah didapati dan murah. Penjimatan kos bahan berbanding mod tunggal adalah minimum, tetapi optik boleh menelan kos 50-70% kurang .

Untuk sebarang jarak melebihi 500 meter atau memerlukan hayat perkhidmatan 10 tahun , gentian mod tunggal adalah pilihan terbaik. Walaupun harga transceiver lebih mahal pada mulanya, mod tunggal menyediakan potensi naik taraf tanpa had. Gentian yang dipasang hari ini untuk 1 Gbps kemudiannya boleh menyokong 100 Gbps atau lebih hanya dengan menukar peralatan titik akhir, manakala multimod memerlukan penggantian kabel lengkap.

Pertimbangkan untuk memasang Gentian mod tunggal OS2 dengan 12-24 helai walaupun keperluan semasa adalah sederhana. Kos kabel tambahan adalah kecil berbanding dengan buruh pemasangan, dan mempunyai gentian ganti memberikan perlindungan terhadap kerosakan dan membolehkan pengembangan kapasiti yang mudah. Dalam aplikasi metropolitan dan jarak jauh, mod tunggal ialah satu-satunya pilihan yang berdaya maju, dengan pemilihan transceiver khusus menentukan sama ada anda mencapai jangkauan 10, 40 atau 100 kilometer.