Bạn nên chọn Chế độ đơn và Sợi đa chế độ?
Sợi đa mode không rẻ hơn. Tôi cần phải nói thẳng điều này vì tôi đã dành quá nhiều giờ cho các cuộc gọi với nhóm mua sắm, những người bị ảnh hưởng bởi quan niệm sai lầm này. Cáp có giá thấp hơn trên mỗi mét, vâng. Nhưng khi bạn thêm bộ thu phát, hãy tính đến chu kỳ nâng cấp và tính đến khả năng mạng 10G của bạn sẽ cần dung lượng 100G trong vòng bốn năm, chế độ đơn thường xuất hiện trước.
Điều đó có nghĩa là tôi không ở đây để nói với bạn rằng chế độ đơn luôn là câu trả lời. Không phải vậy. Rất nhiều ứng dụng thực sự được hưởng lợi từ đa chế độ. Vấn đề là hầu hết các bài viết so sánh đều coi đây là một bài tập kỹ thuật trung tính trong khi thực tế nó là một câu hỏi lập kế hoạch tài chính trong khoảng thời gian mười{3}}năm.
Tôi làm việc ở lĩnh vực thương mại tại FOCC và đã tham gia vào các dự án cáp quang trên khắp các trung tâm dữ liệu, triển khai 5G và mạng trong khuôn viên doanh nghiệp. Điều tôi học được là việc lựa chọn giữa chế độ đơn và đa chế độ hầu như không bao giờ phụ thuộc vào khả năng kỹ thuật. Cả hai đều hoạt động. Câu hỏi đặt ra là cái nào có chi phí thấp hơn trong suốt vòng đời cơ sở hạ tầng của bạn và việc tính toán đó phụ thuộc vào các yếu tố hiếm khi xuất hiện trong bảng thông số kỹ thuật.
Khoảng cách quyết định mọi thứ khác
Sự khác biệt về đường kính lõi giải thích tại sao các sợi này hoạt động rất khác nhau. Chế độ đơn sử dụng lõi 9μm, có chiều rộng gần bằng một-1/10 sợi tóc người. Ánh sáng truyền theo một đường duy nhất với độ phân tán tối thiểu. Sợi đa mode có lõi 50μm (hoặc 62,5μm ở các cấp OM1/OM2 cũ), cho phép hàng trăm chế độ ánh sáng truyền đồng thời. Những chế độ đó di chuyển với độ dài đường đi khác nhau, đến những thời điểm hơi khác nhau. Sự phân tán phương thức này giới hạn khoảng cách tín hiệu có thể truyền đi trước khi không thể đọc được.
Giới hạn 10Gbps
OM4 < 400m
Giới hạn 100Gbps
OM4 < 150m
Giới hạn 400Gbps
OM4 < 100m
Ở tốc độ 10Gbps, hiệu ứng phân tán này giữ cho đa chế độ OM4 ở dưới 400 mét. Ở tốc độ 100Gbps, giới hạn giảm xuống còn 150 mét. Với tốc độ 400Gbps, bạn chỉ ở khoảng cách 100 mét.
Chế độ đơn không có vấn đề này. Sợi OS2 tương tự mang tốc độ 10Gbps trong 40 km khi sử dụng quang học ER hoặc 400Gbps trong 10 km khi sử dụng mô-đun LR4. Bản thân chất xơ không phải là yếu tố hạn chế. Chỉ có bộ thu phát xác định phạm vi tiếp cận của bạn.
Vì vậy, câu hỏi đầu tiên trong bất kỳ quyết định nào về cáp quang chỉ đơn giản là: thời gian chạy dài nhất của bạn là bao lâu?
Nếu mọi liên kết trong dự án của bạn đều ở dưới 150 mét thì đa chế độ vẫn khả thi ở tốc độ 100Gbps. Nếu thậm chí một liên kết đường trục quan trọng đạt tới 300 mét, bạn cần có chế độ đơn cho phân đoạn đó. Và một khi bạn vẫn mua bộ thu phát chế độ đơn, động lực chi phí sẽ thay đổi.
Phân tích chi phí thực tế
Tôi sẽ cho bạn xem những con số thực tế vì những tuyên bố mơ hồ về việc "đa chế độ rẻ hơn" không giúp bất kỳ ai đưa ra quyết định.
Cáp quangđịnh giá(gần đúng, đơn đặt hàng số lượng lớn):
Chế độ đơn OS2 trong nhà/ngoài trời: 0,06 USD đến 0,10 USD mỗi mét
Đa chế độ OM3: 0,18 USD đến 0,22 USD mỗi mét
Đa chế độ OM4: 0,25 USD đến 0,32 USD mỗi mét
Đa chế độ OM5: 0,35 USD đến 0,45 USD mỗi mét
Cáp đơn chế độ có giá thấp hơn 60-70% so với cáp đa chế độ tương đương. Điều này làm mọi người ngạc nhiên. Giả định rằng "đơn giản hơn=rẻ hơn" không được áp dụng ở đây vì cấu hình lõi chỉ mục được phân loại- của đa chế độ yêu cầu chế tạo phức tạp hơn thiết kế chỉ mục từng bước của chế độ đơn.
Giá bộ thu phát (tương thích với-bên thứ ba, thị trường 2024-2025):
Các chi phí thu phát này chi phối việc triển khai ở khoảng cách-ngắn. Dù sao đi nữa, một liên kết dài 50 mét cũng không sử dụng nhiều cáp, do đó, mức chênh lệch 110 USD giữa bộ thu phát 100G SR4 và CWDM4 sẽ lấn át khoản tiết kiệm cáp.
So sánh chi phí liên kết ở các khoảng cách khác nhau (100Gbps):
50 mét
Đường dẫn đa chế độ:
$99 (Quang học) + $16 (Cáp)
Tổng cộng: ~$214
Đường dẫn chế độ đơn:
$209 (Quang học) + $8 (Cáp)
Tổng cộng: ~$227
Đa chế độ thắng $13
150 mét
Đường dẫn đa chế độ:
$99 (Quang học) + $48 (Cáp)
Tổng cộng: $147
Đường dẫn chế độ đơn:
$209 (Quang học) + $12 (Cáp)
Tổng cộng: $221
Đa chế độ thắng $74
300 mét
Đa chế độ SR4:
Liên kết thất bại
Đường dẫn chế độ đơn:
$209 (Quang học) + $24 (Cáp)
Tổng cộng: $233
Chế độ đơn là cần thiết
Điểm giao nhau nằm trong khoảng 200-250 mét đối với các ứng dụng 100Gbps. Dưới mức đó, chi phí đa chế độ trên mỗi liên kết sẽ ít hơn. Trên đó, đa chế độ hoàn toàn không hoạt động.
Dự kiến chi phí 5{0}}năm
Đây là nơi các quyết định mua sắm trở nên thú vị. Hoặc đau đớn, tùy thuộc vào việc bạn đã lên kế hoạch trước hay chưa.
Hôm nay, một công ty cài đặt đa chế độ OM3 cho mạng 10Gbps. Mỗi liên kết có giá khoảng 45 USD bao gồm bộ thu phát và cáp. Có vẻ tiết kiệm.
Ba năm sau, nhu cầu băng thông đẩy chúng lên tới 100Gbps. Nhưng OM3 chỉ đạt 100 mét ở tốc độ đó và một số đường chạy chính đạt tới 180-250 mét. Những liên kết đó sẽ không hoạt động với ống kính quang học 100G SR4.
Tùy chọn tại thời điểm đó:
- Thay thế OM3 bằng OM4 (cải tiến nhẹ, vẫn giới hạn ở 150m ở 100G)
- Thay thế chế độ đa chế độ bằng chế độ đơn (giải pháp đúng, đắt tiền)
- Chấp nhận giới hạn băng thông trong thời gian dài (nợ kỹ thuật)
Chi phí thay thế cơ sở hạ tầng cáp quang cao hơn nhiều so với việc lắp đặt ban đầu. Bạn đang trả tiền cho việc tháo dỡ, thay cáp mới, đầu cuối mới, thử nghiệm và chi phí quản lý dự án để phối hợp trang bị thêm trong khi vẫn duy trì hoạt động của mạng.
Tôi đã thấy các ước tính dao động từ €40 đến €75 mỗi mét để thay thế hoàn toàn sợi quang tại các cơ sở có người sử dụng, so với €15 đến €25 mỗi mét cho việc lắp đặt công trình mới.
Dự báo TCO để triển khai 200 liên kết, 10G ban đầu với kế hoạch nâng cấp 100G:
| Yếu tố chi phí | Đường dẫn OM4 đa chế độ | Đường dẫn OS2 chế độ đơn |
|---|---|---|
| Sợi ban đầu (trung bình chạy 80m) | €3,200 | €1,280 |
| Bộ thu phát 10G ban đầu | €4,000 | €5,400 |
| Tổng cộng năm 1 | €7,200 | €6,680 |
| Năm 3: Nâng cấp bộ thu phát 100G | €19,800 | €41,800 |
| Năm 3: Thay thế sợi quang (nếu cần) | €12,000+ | €0 |
| Tổng cơ sở hạ tầng 5 năm | €39,000+ | €48,480 |
Chờ đợi. Chế độ đơn có chi phí cao hơn trong trường hợp này?
Có, nếu tất cả các lần chạy của bạn đều dưới 150 mét và bạn không cần thay thế sợi quang. Phí bảo hiểm thu phát cộng lại với số lượng liên kết cao.
Nhưng thay đổi các giả định một chút. Đẩy chiều dài chạy trung bình lên 120 mét. Đột nhiên một số liên kết vượt quá phạm vi 100G của OM4. Bây giờ bạn cần thay thế sợi quang trong 15-20% số lần chạy:
| Kịch bản điều chỉnh | Đường dẫn đa chế độ | Đường dẫn chế độ đơn |
|---|---|---|
| Thay thế sợi năm thứ 3 (40 liên kết × €60/m × 120m) | €28,800 | €0 |
| Tổng cộng 5 năm sửa đổi | €55,800 | €48,480 |
Chế độ đơn tiết kiệm € 7.320. Và bạn có khoảng trống cho tốc độ 400Gbps trở lên.
Bài học: đa chế độ chỉ thắng với chi phí thuần túy khi khoảng cách ngắn VÀ bạn không bao giờ cần nâng cấp vượt quá những gì OM4 hỗ trợ. Cả hai điều kiện phải được giữ.
Tại sao các toán tử siêu tỷ lệ chuyển sang chế độ đơn
Nhóm kỹ thuật của Meta đã công bố bản phân tích về cơ sở hạ tầng quang 100G của họ vào năm 2017. Phát hiện quan trọng: cáp quang chế độ đơn mang lại tổng chi phí sở hữu thấp hơn cho các kết nối trung tâm dữ liệu mặc dù chi phí bộ thu phát cao hơn. Cụm từ của họ là "tương lai-kiểm chứng khoảng cách thông qua nhiều thế hệ phát triển tốc độ dữ liệu" (nguồn: Engineering.fb.com/2017/03/08/data-center-engineering/designing-100g-optical-connections/).
Họ đã không tối ưu hóa cho việc triển khai ngày hôm nay. Họ đang tối ưu hóa chi phí tích lũy là 40G, rồi 100G, rồi 400G, rồi bất cứ thứ gì tiếp theo, tất cả đều chạy trên cùng một nhà máy sợi.
Google, Microsoft, Amazon cũng đã đưa ra những quyết định tương tự về cơ sở hạ tầng. Khi bạn triển khai hàng triệu liên kết cáp quang trên hàng trăm cơ sở, việc tính toán đúng chi phí trọn đời quan trọng hơn việc giảm thiểu-chi tiêu trong một năm.
Người mua doanh nghiệp thường có những ràng buộc khác nhau. Quy mô nhỏ hơn có nghĩa là phần trăm tiết kiệm được từ các bộ thu phát đa chế độ rẻ hơn có thể chiếm ưu thế. Khoảng thời gian lập kế hoạch ngắn hơn khiến câu hỏi về chi phí nâng cấp trở nên xa vời. Chu kỳ ngân sách thưởng cho chi phí ban đầu thấp nhờ tối ưu hóa vòng đời.
Tôi hiểu những áp lực này. Tôi đã tham dự các cuộc họp mà nhóm tài chính đã phản đối bất kỳ phương án nào làm tăng chi tiêu vốn trong quý này, bất kể những tác động-lâu dài. Đó là một sự cân nhắc kinh doanh hợp pháp. Chỉ cần thừa nhận đây là một sự đánh đổi-tài chính chứ không phải một vấn đề kỹ thuật.
Giải thích các lớp đa chế độ
Nếu bạn đã xác định chế độ đa chế độ phù hợp với ứng dụng của mình thì việc chọn đúng cấp độ sẽ rất quan trọng.
OM1 và OM2 (Cũ)
Lõi 62,5μm của chúng không thể hỗ trợ truyền-tốc độ cao hiện đại một cách hiệu quả. Tiêu chuẩn TIA-568.3-E hiện tại khuyến nghị không nên cài đặt OM1/OM2 mới. Nếu ai đó trích dẫn cho bạn những điểm này, hãy đặt câu hỏi về chuyên môn của họ.
OM3
Sử dụng lõi 50μm được tối ưu hóa bằng laser-với băng thông phương thức hiệu quả 2000 MHz·km ở 850nm. Phạm vi tiếp cận tối đa ở tốc độ 10Gbps là 300 mét. Với tốc độ 100Gbps với ống kính quang học SR4, bạn sẽ có được 100 mét.
OM4
Tăng băng thông lên 4700 MHz·km, mở rộng phạm vi tiếp cận của 10G lên 400 mét và phạm vi tiếp cận của 100G lên 150 mét. Cũng sử dụng áo nước, vì vậy việc ghi nhãn rất quan trọng để nhận dạng.
OM5
Duy trì băng thông của OM4 ở 850nm đồng thời tăng hiệu suất trên phạm vi 850-953nm để ghép kênh phân chia bước sóng ngắn (SWDM). Điều này cho phép dung lượng cao hơn trên cùng một cặp sợi quang bằng cách sử dụng nhiều bước sóng. Màu áo khoác là màu xanh chanh. Công nghệ này đã được chứng minh nhưng việc áp dụng vẫn còn hạn chế vì quang học song song (SR4, SR8) đã đáp ứng hầu hết các nhu cầu băng thông tầm ngắn mà không yêu cầu độ phức tạp SWDM.
Lưu ý tương thích quan trọng:
OM1/OM2 sử dụng lõi 62,5μm. OM3/OM4/OM5 sử dụng lõi 50μm. Bạn không thể kết nối trực tiếp các kích thước lõi khác nhau. Sự không khớp này gây ra hiện tượng mất tín hiệu nghiêm trọng, thường là 3-4dB trở lên, thường đủ để phá vỡ hoàn toàn liên kết. Việc nâng cấp từ OM1/OM2 cũ yêu cầu thay thế hoàn toàn các phân đoạn bị ảnh hưởng chứ không chỉ thay đổi bộ thu phát.
Độc thântiêu chuẩn ode quan trọng
Sợi đơn mode tuân theo khuyến nghị của ITU-T G.652 và G.657 thay vì chỉ định OM.
G.652.D
Tiêu chuẩn hiện tại dành cho sợi quang đơn chế độ-có mục đích chung. Các thông số kỹ thuật chính bao gồm độ suy giảm tối đa 0,4 dB/km ở 1310nm và 0,25 dB/km ở 1550nm, độ phân tán chế độ phân cực dưới 0,2 ps/√km và các đặc tính đỉnh nước thấp cho phép CWDM trên phổ 1260-1625nm. Loại này về cơ bản xử lý tất cả các ứng dụng doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu.
G.657
Thêm tính năng-không nhạy cảm khi cài đặt khi không thể tránh khỏi việc định tuyến chặt chẽ. G.657.A1 cho phép bán kính uốn cong 10mm trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích hoàn toàn với G.652.DG657.A2 đẩy giới hạn đó lên 7,5mm. G.657.B3 đạt đến 5 mm nhưng có một số hạn chế về khả năng tương thích mối nối.
Để triển khai tuyến đầu 5G
Khi các tuyến cáp quang đi qua các hộp nối chật chội và các khay cáp dày đặc, G.657.A2 đã trở thành lựa chọn mặc định. Sợi G.652.D tiêu chuẩn có mức suy hao tăng lên có thể đo được ở bán kính uốn cong dưới 15mm. Uốn cong{6}}sợi không nhạy cảm có thể tránh được vấn đề này mà không cần yêu cầu quy trình xử lý đặc biệt.
OS1 và OS2
Các ký hiệu TIA tương ứng với các biến thể G.652. OS2 chỉ định các giới hạn suy giảm chặt chẽ hơn (tối đa 0,4 dB/km) và thường được ưu tiên cho các hệ thống lắp đặt mới.
Vấn đề kết nối không ai muốn thảo luận
Tôi đã thấy nhiều lỗi mạng do đầu nối bị nhiễm bẩn hơn bất kỳ loại sợi quang nào không khớp.
Hiệp hội Sợi quang tuyên bố rằng các đầu nối bẩn gây ra phần lớn các sự cố mạng cáp quang. Một hạt bụi có kích thước 1μm trên mặt cuối của đầu nối chế độ đơn sẽ chặn khoảng 1% ánh sáng, dẫn đến tổn thất chèn khoảng 0,05dB. Tích lũy một vài kết nối bị ô nhiễm trên một liên kết và bạn đã tiêu tốn toàn bộ ngân sách tổn thất của mình.
Việc làm sạch mọi kết nối trước khi kết nối không phải là tùy chọn. Đó là bắt buộc.
Tuy nhiên, tôi thường xuyên truy cập các trang web mà các kỹ thuật viên bỏ qua bước này vì họ đang vội hoặc cho rằng các cụm-đã ngừng hoạt động tại nhà máy đã đến nơi sạch sẽ. Họ không phải lúc nào cũng vậy.
Loại đánh bóng APC so với UPC tạo ra một chế độ lỗi khác. Đầu nối APC có mặt cuối góc 8- độ giúp giảm thiểu phản xạ ngược. Đầu nối UPC được đánh bóng phẳng. Đây là những không tương thích về mặt cơ học. Việc kết nối APC màu xanh lá cây với UPC màu xanh lam sẽ tạo ra khe hở không khí gây tổn thất 10dB trở lên. Đủ để phá vỡ hoàn toàn bất kỳ liên kết nào.
Mã màu tồn tại vì lý do này. Màu xanh lá cây có nghĩa là APC. Màu xanh có nghĩa là UPC. Không bao giờ, trong bất kỳ trường hợp nào, giao phối chúng với nhau.
Đề xuất ứng dụng
ToR của trung tâm dữ liệu và-giá đỡ nội bộ
Multimode OM4 với đầu nối song công LC hoặc MTP/MPO. Khoảng cách dưới 10 mét khiến chi phí thu phát vượt trội. 100G SR4 hoạt động hoàn hảo.
Các kết nối lá-của trung tâm dữ liệu
Đánh giá khoảng cách Dưới 100 mét, đa chế độ vẫn có hiệu quả về mặt chi phí. Trên 150 mét hoặc lập kế hoạch di chuyển 400G, hãy chỉ định chế độ đơn ngay từ đầu.
Kết nối trung tâm dữ liệu (khuôn viên hoặc tàu điện ngầm)
Chỉ có chế độ đơn. Khoảng cách có thể từ hàng trăm mét đến hàng chục km. Không có tùy chọn đa chế độ tồn tại.
Xương sống xây dựng doanh nghiệp
Chế độ đơn dành cho các lần chạy vượt quá 150 mét hoặc khi dự đoán tốc độ 100G+ trong tương lai. Đa chế độ được chấp nhận cho các lần chạy ngắn hơn mà không có kế hoạch nâng cấp.
Đường truyền 5G (RU đến DU)
Chế độ đơn, thường là G.657.A2 cho khả năng chịu uốn cong. Khoảng cách thường đạt 100 mét đến 20 km. Giao thức CPRI và eCPRI được sử dụng trong quá trình truyền dẫn trước yêu cầu khả năng kết nối có độ trễ thấp-nhất quán mà giới hạn khoảng cách của nhiều chế độ sẽ ảnh hưởng đến.
Công nghiệp và sản xuất
Hoặc loại tùy theo khoảng cách. Khả năng miễn nhiễm điện từ của sợi khiến nó trở nên lý tưởng trong môi trường có thiết bị điện nặng, hoạt động hàn hoặc bộ điều khiển tần số thay đổi. Sự lựa chọn hoàn toàn trở thành một phép tính khoảng cách và nâng cấp.
Đưa ra quyết định của bạn
Hãy phớt lờ bất cứ ai nói với bạn rằng có một câu trả lời phổ quát. Lựa chọn đúng đắn tùy thuộc vào khoảng cách cụ thể, lộ trình băng thông, số lượng liên kết và mong muốn của tổ chức bạn đối với các dự án làm mới cơ sở hạ tầng.
Đối với các hoạt động triển khai chủ yếu chạy dưới 100 mét và không có kế hoạch vượt quá 100Gbps, OM4 đa chế độ sẽ giảm thiểu tổng chi phí. Hợp chất tiết kiệm thu phát trên số lượng liên kết cao.
Đối với việc triển khai ở những khoảng cách khác nhau, bao gồm một số lần chạy trong phạm vi 150-500 mét, chế độ đơn sẽ loại bỏ nguy cơ phát hiện sau khi cài đặt rằng một số liên kết nhất định không thể hỗ trợ băng thông mục tiêu của bạn.
Để triển khai lập kế hoạch di chuyển cuối cùng lên 400Gbps trở lên, chế độ đơn sẽ cung cấp lộ trình nâng cấp rõ ràng nhất. Bản thân sợi quang sẽ không cần thay thế khi công nghệ thu phát tiến bộ.
Chúng tôi sản xuất cả hai loại. Chúng tôi không có động cơ tài chính để thúc đẩy người này hơn người kia. Những gì chúng tôi có là kinh nghiệm chứng kiến khách hàng thành công với những lựa chọn phù hợp và đấu tranh với cơ sở hạ tầng không phù hợp. Mục tiêu là kết hợp chất xơ với yêu cầu thực tế của bạn chứ không bán cho bạn bất cứ thứ gì tạo ra đơn đặt hàng lớn nhất.
Nếu bạn không chắc chắn về tình huống cụ thể của mình, hãy gửi cho chúng tôi lịch trình liên kết của bạn cùng với khoảng cách và tốc độ dự kiến. Chúng tôi có thể lập mô hình các kịch bản chi phí và cho bạn thấy chính xác điểm dừng trong dự án của bạn.
FOCC Fiber cung cấp các cụm trung kế MTP/MPO, cáp quang, bộ chia PLC và các giải pháp FTTA cho trung tâm dữ liệu và cơ sở hạ tầng viễn thông. Hỗ trợ kỹ thuật có sẵn cho các cấu hình tùy chỉnh và các dự án có-khối lượng cao.
