Tipuri de fibră optică: monomod vs. multimod – Un ghid ușor de utilizat

Fibra optică este coloana vertebrală a rețelelor moderne - de la rețeaua de internet care conectează orașele până la legăturile scurte din interiorul centrelor de date. Fibra optică se împarte în două categorii principale: monomodă și multimodă.

Fibră monomodală Are un diametru mic al miezului, de doar 9 µm, și permite propagarea luminii doar într-un singur mod. Acest design minimizează pierderea semnalului și suportă aplicații cu lățime de bandă mare pe distanțe lungi. Multimode fiber are un miez mai mare (fie 50 µm, fie 62.5 µm) cu moduri de iluminare multiple. Este ideal pentru distanțe mai scurte.

Ce este fibra optică?

Fibra optică este un fir subțire și flexibil de sticlă foarte pură (uneori plastic) care transportă date sub formă de impulsuri de lumină. Gândiți-vă la ea ca la o „conductă de lumină” minusculă, rezistentă la pierderi. Fibrele sunt utilizate peste tot: în legături de internet și telecomunicații, imagistică medicală și senzori industriali.

O fibră optică este alcătuită din trei componente principale:

• Nucleu — centrul prin care se propagă lumina (făcut din silice sau plastic).
• Schelete — un strat în jurul miezului cu un indice de refracție mai mic care menține lumina în interior prin reflecție internă totală.
• Acoperire (tampon) — un strat protector de plastic care protejează sticla de deteriorări și umezeală.

Tipuri principale de fibră optică

Veți găsi două tipuri principale de fibră optică: monomodă și multimodă. Fiecare tip servește unor aplicații distincte, bazate pe caracteristicile sale de transmisie a luminii.

Fibră optică monomodală (SMF)

Miez foarte mic (~8–10 µm). Poartă unu Calea luminii (mod). Minimizează dispersia și suportă distanțe foarte lungi și viteze foarte mari. Ideal pentru legături de telecomunicații pe distanțe lungi și backbone.

Fibră optică multimodă (MMF)

Miez mai mare (50 µm sau 62.5 µm). Poartă multiplu moduri de lumină, care pot cauza dispersie modală și limitează distanța. MMF este mai ieftin de terminat și funcționează bine pentru distanțe mai scurte, cum ar fi în interiorul clădirilor sau centrelor de date.

Ghid rapid pentru categorii multimod (OM1 → OM5)

Fibrele multimode sunt clasificate ca OM1–OM5. Numerele OM mai mari înseamnă performanțe mai bune (flexibilitate mai mare a lățimii de bandă sau a lungimii de undă).

OM1 și OM2

OM1 Fibrele au un diametru al miezului de 62.5 microni, cu o lățime de bandă de 200 MHz·km la o lungime de undă de 850 nm. Acestea suportă rate de transfer de date de 10 Gbps pe distanțe de până la 300 de metri, cu o atenuare de 3.5 dB/km.

OM2 Fibrele reduc miezul la 50 microni, crescând în același timp lățimea de bandă la 500 MHz·km la 850 nm. Acestea mențin o transmisie de 10 Gbps, dar extind distanța maximă la 550 de metri cu o atenuare îmbunătățită de 3.0 dB/km. 

OM3 și OM4

OM3 Fibrele au introdus tehnologia cu miez de 50 de microni optimizată cu laser în 2003, atingând o lățime de bandă de 2000 MHz·km la 850 nm. Acestea suportă 10 Gbps pe 1000 de metri și 40 Gbps până la 400 de metri.

OM4 Fibrele optice, standardizate în 2009, oferă performanțe îmbunătățite cu o lățime de bandă mai mare decât OM3. Acestea permit transmisie de 10 Gbps până la 1500 de metri și funcționare de 40 Gbps până la 550 de metri, utilizând reguli inginerești. 

OM5 Multimod cu bandă largă

OM5 Fibrele optice, introduse în 2017, dispun de tehnologie multimodă cu bandă largă, care acceptă lungimi de undă multiple de la 850 la 950 nm. Acestea permit multiplexarea prin diviziune a lungimii de undă (WDM) pentru o lățime de bandă agregată mai mare, utilizând mai puține fibre.

OM5 acceptă transmisie duplex la 100 Gbps utilizând două până la patru lungimi de undă. Aceste fibre mențin diametrul miezului de 50 microni, dar optimizează proprietățile de dispersie cromatică pentru funcționarea la lungimi de undă mai mari. Sunt ideale pentru aplicații de mare viteză care necesită transmisie la lungimi de undă multiple.

Clasificări ale fibrelor monomodale: OS1 vs OS2

OS1 și OS2 Fibrele au în comun un diametru al miezului de 8–9 µm și o culoare galbenă a mantalei, dar servesc unor scopuri distincte. Fibrele OS1 utilizează o construcție cu tampon compact, ceea ce le face potrivite pentru aplicații de interior, cum ar fi centrele de date și rețelele de campusuri.

Acestea au o atenuare de ≤1.0 dB/km la 1310 nm și suportă distanțe de până la 10 km la viteze de 10 Gbps. Fibrele OS2 utilizează un design cu tub liber, umplut cu gel, pentru utilizare în exterior, oferind o atenuare mai mică de ≤0.4 dB/km la 1310 nm și permițând transmisia pe distanțe de peste 200 km la 100 Gbps. 

Construcția cablului de fibră optică: Tight-Buffered vs. Loose-Tube

Cablurile cu fibră optică utilizează în principal două metode distincte de construcție, fiecare optimizată pentru medii și cerințe de performanță specifice.

Cablu cu tampon strâns

Cabluri cu tampon strâns dispun de un strat tampon de 900 μm care înconjoară direct fiecare miez de fibră. Acest design oferă o protecție puternică miezului fibrei și învelișului. 

Sunt ideale pentru aplicații de interior, inclusiv rețele LAN, clădiri de birouri și bucle locale de telecomunicații pe distanțe scurte. Fibra monomodală OS1 utilizează o construcție cu buffer compact și suportă rate de transfer de date de până la 10 Gbps pe distanțe de până la 10 km (6 mile).

Cablu cu tub liber

Tub liber Cablurile conțin multiple fibre acoperite cu grosimea de 250 μm în interiorul unor tuburi mari, robuste și supradimensionate, care sunt fie umplute cu gel, fie uscate. Fibrele „plutesc” în interiorul acestor tuburi, permițând expansiunea și contracția odată cu schimbările de temperatură, îmbunătățind în același timp protecția împotriva umezelii și a stresului fizic.

Trebuie să utilizați kituri de tip fan-out pentru terminare din cauza capetelor neizolate ale fibrei. Aceste cabluri sunt concepute pentru aplicații în aer liber, pe distanțe lungi, inclusiv rețele principale de telecomunicații, îngropare directă și medii dure. Fibra monomodală OS2 utilizează un design loose-tube, suportând viteze de până la 100 Gbps și distanțe de până la 200 km (124 mile).

Caracteristici cheie de performanță

Evaluezi performanța fibrei optice utilizând parametrii de lungime de undă, lățime de bandă, atenuare și dispersie.

• Lungimi de undăSMF utilizează de obicei 1310 nm și 1550 nm pentru distanțe lungi. MMF utilizează de obicei 850 nm (și 1300 nm) pentru legături scurte.
• AtenuarePierdere de semnal pe kilometru (dB/km). O valoare mai mică înseamnă mai bine. SMF are o atenuare foarte scăzută (≈0.2 dB/km la 1550 nm). Atenuarea MMF la 850 nm este mai mare.
• DispersiaCauzează răspândirea impulsurilor și limitează distanța/viteza. Dispersia modală domină MMF; dispersia cromatică afectează SMF la distanțe lungi și rate de biți mari.

Îndrumări practice pentru alegerea tipului potrivit de fibră

• Utilizare monomod atunci când aveți nevoie de distanțe lungi, de lățime de bandă foarte mare, pregătită pentru viitor sau când bugetul permite transceivere cu costuri mai mari. Potrivit pentru rețele de operatori, legături backbone lungi și interconexiuni de centre de date.
• Utilizare multimod Pentru distanțe scurte în interiorul clădirilor, în centrele de date sau în rețelele LAN din campusuri, unde costul transceiverului și ușurința în utilizare contează cel mai mult, OM3/OM4 sunt alegeri excelente pentru centrele de date moderne.
• Alegeți fibre insensibile la îndoire (de exemplu, variantele G657 pentru SMF) dacă veți ruta fibra în spații înguste sau în conducte.

Asigurați-vă rețeaua pentru viitor

• Dacă bugetul vă permite și vă așteptați la o creștere rapidă sau la modernizări frecvente, luați în considerare rețeaua monomodală pentru rutele principale — aceasta are cea mai lungă durată de viață utilă.
• Pentru legăturile dintre campus și clădiri, OM4 (sau OM5 atunci când se dorește WDM) echilibrează costul și posibilitatea de upgrade.
• Standardizați conectorii și procedurile de testare (bugetul de pierderi, urmele OTDR) astfel încât viitoarele mutări/adăugări/modificări să fie previzibile.

greseli comune pentru a evita

• Amestecarea tipurilor de fibre fără transceivere/adaptoare adecvate (de exemplu, conectarea orbească a transceiverelor SMF la MMF) - aceasta poate împiedica funcționarea legăturilor.
• Subestimarea pierderilor la nivelul conectorilor și al panourilor de patch-uri la calcularea bugetului.
• Alegerea versiunilor vechi OM1/OM2 pentru instalări noi, de mare viteză — actualizarea ulterioară este costisitoare.

Recomandări Seetronic pentru fibra optică

Gama de fibră optică Seetronic oferă cabluri preasamblate de calitate industrială, cu pierderi reduse, fișe și prize robuste din oțel inoxidabil IP65/67 (cu 2 și 4 canale) și accesorii utile (capace anti-praf, adaptoare, kituri de tip fan-out) care se potrivesc direct nevoilor comune ale proiectelor.

Vizualizare Fibră optică Seetronic detalii despre produs sau solicitați o ofertă personalizată.

Întrebări Frecvente

Care sunt principalele tipuri de fibre optice?

Cele două tipuri principale sunt fibrele monomodale și multimodale. Fibra monomodală are un miez mic (8–10 µm) și permite transmiterea de date la distanță lungă și de mare viteză. Fibra multimodală are un miez mai mare (50–62.5 µm) și este ideală pentru distanțe mai scurte, cum ar fi în centrele de date sau în rețelele întreprinderilor.

La ce se folosește fibra optică monomodală?

Fibra monomodală este concepută pentru aplicații pe distanțe lungi și cu lățime de bandă mare. Acceptă viteze de până la 100,000 GHz și este utilizată în mod obișnuit în telecomunicații, rețele backbone și legături de date de mare viteză pe distanțe de câțiva kilometri sau mai mult.

La ce se folosește fibra multimodă?

Fibra multimodă este cea mai bună pentru aplicații pe distanțe scurte, de obicei sub 1 km. Este utilizată pe scară largă în rețele locale (LAN), centre de date și medii de întreprindere datorită transceiverelor sale mai ieftine și cuplării luminoase mai ușoare în comparație cu fibra monomodă.

Ce sunt tipurile de fibre OM1, OM2, OM3, OM4 și OM5?

Acestea sunt tipuri de fibră multimodă cu diferite niveluri de performanță. OM1 și OM2 suportă până la 1 Gbps și sunt considerate fibre vechi. OM3 suportă 10 Gbps până la 300 m, OM4 extinde acest lucru până la 550 m, iar OM5 permite multiplexarea prin divizarea lungimii de undă pentru lățimi de bandă mai mari, suportând până la 100 Gbps.

Ce sunt fibrele monomodale OS1 și OS2?

OS1 și OS2 sunt clasificări de fibră optică monomodală. OS1 are un buffer compact pentru utilizare în interior, cu o atenuare ≤1.0 dB/km. OS2 utilizează un design cu tub liber, umplut cu gel, pentru aplicații în exterior, oferind o atenuare mai mică (≤0.4 dB/km) și suportând distanțe mai lungi - până la 200 km la 100 Gbps.

Cum afectează atenuarea performanța fibrei?

Atenuarea măsoară pierderea semnalului pe distanță. O atenuare mai mică înseamnă o performanță mai bună. Fibra monomodă are o atenuare foarte scăzută (~0.2 dB/km la 1550 nm), ideală pentru distanțe lungi. Fibra multimodă are o atenuare mai mare (~10 dB/km la 850 nm), limitând utilizarea sa la distanțe mai scurte.

Care este diferența dintre cablurile cu tampon strâns și cele cu tub liber?

Cablurile cu buffer compact au un înveliș protector în jurul fibrei, ceea ce le face potrivite pentru utilizare în interior. Cablurile cu tuburi libere permit fibrelor să „plutească” în interiorul tuburilor, oferind o rezistență mai bună la umiditate și temperatură pentru aplicații în exterior și pe distanțe lungi.

Cum aleg cablul de fibră optică potrivit?

Luați în considerare distanța, lățimea de bandă, mediul și bugetul. Folosiți soluția singlemode pentru nevoi pe distanțe lungi și viteză mare. Alegeți soluția multimode pentru aplicații mai scurte și sensibile la costuri. De asemenea, evaluați cerințele specifice, cum ar fi tipul de manta, conectorii și viitoarele upgrade-uri ale rețelei, pentru a asigura performanțe optime.

De ce este cablul de fibră optică mai bun decât cel de cupru?

Fibra optică oferă o lățime de bandă mai mare, o latență mai mică și o pierdere de semnal mai mică pe distanță în comparație cu cuprul. Acceptă rate de transfer de date mai rapide, este imună la interferențe electromagnetice și oferă o soluție mai pregătită pentru viitor pentru aplicații cu cerere mare, cum ar fi cloud computing și telecomunicații.

Ce este reflexia internă totală în fibrele optice?

Reflexia internă totală este principiul care permite luminii să treacă prin miezul fibrei cu pierderi minime. Lumina se reflectă de la limita dintre miez și înveliș, permițând transmiterea eficientă a datelor pe distanțe lungi la viteze apropiate de viteza luminii.