Diferencias de fibra multimodo y monomodo

Al cablear una red con fibra, ¿cuál es la diferencia entre fibra monomodo y fibra multimodo? ¿Cuándo debo usar uno u otro? ¿Hay problemas de compatibilidad y / o velocidad con alguno de ellos?

Diferencia principal: la fibra monomodo tiene una característica de pérdida de potencia menor que la fibra multimodo, lo que significa que la luz puede recorrer distancias más largas a través de ella que la fibra multimodo. No es sorprendente, la óptica requerida para conducir la fibra monomodo es mucho más costosa, especialmente considerando cualquier circunstancia variable.

Cuándo usar cada uno: Tanto la fibra monomodo moderna como la monomodo pueden manejar velocidades de 10G. Lo más importante a considerar es el requisito de distancia. Dentro de un centro de datos, es típico usar multimodo que puede llevarlo a 300-400 metros. Si tiene carreras muy largas o se está conectando a una distancia más larga, el modo individual puede llevarlo a 10 km, 40 km, 80 km e incluso más lejos; solo necesita usar la óptica adecuada para la distancia requerida, y nuevamente, los precios suben en consecuencia.

Problemas de compatibilidad: no son compatibles. No puede mezclar fibra multimodo y monomodo entre dos puntos finales. La óptica tampoco es compatible.

Hay mucho más que decir sobre la fibra, en general, pero espero que esto responda a su pregunta inmediata.

La fibra multimodo (MMF) usa un núcleo mucho más grande y generalmente usa una longitud de onda de luz más larga. Debido a esto, la óptica utilizada en MMF tiene una mayor capacidad para recoger la luz del láser. En términos prácticos, esto significa que la óptica es más barata.

La fibra monomodo (SMF) tiene tolerancias mucho más estrictas para la óptica utilizada. El núcleo es más pequeño y la longitud de onda del láser es más estrecha. Esto significa que SMF tiene la capacidad de mayor ancho de banda y distancias mucho más largas en la transmisión.

Con 10 GB a la vuelta de la esquina para muchos de mis clientes, comencé a recomendar que usen SMF en todas partes para las conexiones. Cuando se instala como parte de un proyecto, el costo adicional de SMF es insignificante en comparación con MMF. Eso también significa que no necesitará arrancar su planta de fibra MMF para actualizar las velocidades en unos pocos años.

[MMF] longitud de onda más larga (850 nm), haz mucho más ancho vs. [SMF] longitud de onda corta (1310nm-15 ?? nm), haz estrecho.

La diferencia clave que nadie ha tocado es la "dispersión modal" , que es un término elegante para describir cómo se mueve la luz a través de la fibra. Esta página entra en mucho más detalle. La primera imagen lo resume ... MM está rebotando en el borde de la fibra dando como resultado una dispersión de luz en el extremo más alejado porque los fotones que descendieron por el centro recorrieron menos distancia que aquellos que rebotaron mucho; un pulso 1ns que entra en un extremo no sale como un pulso 1ns limpio en el otro extremo. El efecto disminuye considerablemente en SMF debido a la fibra de diámetro mucho más pequeño y la inyección precisa ("lanzamiento") del láser en el centro de la fibra. La dispersión empeora a medida que aumenta la distancia.

Lea todo lo que siempre quiso saber sobre las redes ópticas, pero tenía miedo de preguntar

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Aquí hay algunas cosas que aún no están cubiertas.

• El uso de un solo modo le permite usar un tipo de fibra para todo (menos óptica, tipos de cable de sobra)
• No hay probabilidad de obsolescencia (p. Ej., OM3 parecía estar vigente durante ~ 3 años)
• Ofrece opciones de un solo par para 40 y 100 g
• Ofrece opciones de fibra única a 1 y 10 g
• Aunque las ópticas son más caras, son <2x y ofrecen un alcance mucho más largo (recuerde comprar ópticas OEM, no modificadas)

Por supuesto, en el lado de larga distancia, hay sistemas DWDM que ahora envían 16Tb a través de una fibra de modo único y único (en la práctica, ya que siempre somos bidireccionales, es un par de 16Tb), y para cuando necesite múltiples enlaces más allá de un " los sistemas DWDM de distancia del campus (para <40kM de longitud de fibra CWDM podría) tienen sentido financiero, con amplificadores ópticos y gestión de dispersión hay muchos sistemas de cable submarino de múltiples terabits que funcionan puramente regenerados ópticamente para más de 10,000kM.

La fibra monomodo tiene un núcleo más pequeño (9 micras), lo que resulta en una menor difracción de la luz en la distancia que la fibra multimodo (50, 62.5) micras.

La fragilidad y el mayor costo para producir fibra monomodo hacen que su uso sea más costoso, por lo que generalmente se usa multimodo cuando no se necesita la distancia del modo monomodo.

El multimodo generalmente tiene un alcance de hasta ~ 550 metros, mientras que un modo único tiene el potencial de alcanzar los 10,000 metros (40,000 metros con ER)

¿La diferencia clave entre SMF y MMF? distancia y costo

La fibra monomodo tiene un mayor potencial de distancia y puede soportar recorridos de entre 2 y 10,000 metros. Sin embargo, la óptica es el doble del costo de la óptica MMF.

Una cosa a considerar con la fibra multimodo es el grado de fibra que está en su lugar. He hablado con muchos clientes que colocaron fibra OM1 a mediados de los 90 y ahora quieren que 10GbE se ejecute sobre la misma fibra, y estoy muy frustrado de saber que esta fibra solo admitirá 10GbE a 26m.

Gigabit SX-LC Mini-GBIC proporciona una solución Gigabit full-duplex de hasta 550 metros sobre fibra multimodo.

• 2-220 m (62.5 µm de diámetro del núcleo / 160 MHz * km de ancho de banda)
• 2-275 m (62.5 µm de diámetro del núcleo / 200 MHz * km de ancho de banda)
• 2-500 m (50 µm de diámetro del núcleo / 400 MHz * km de ancho de banda)
• 2-550 m (50 µm de diámetro del núcleo / 500 MHz * km de ancho de banda)

Gigabit LX-LC Mini-GBIC proporciona una solución Gigabit full-duplex de hasta 10 km sobre fibra monomodo, o hasta 550 metros sobre fibra multimodo.

• 2-550 m (diámetro de núcleo multimodo de 62.5 µm / ancho de banda de 500 MHz * km)
• 2-550 m (diámetro de núcleo multimodo de 50 µm / ancho de banda de 400 MHz * km)
• 2-550 m (diámetro de núcleo multimodo de 50 µm / ancho de banda de 500 MHz * km)
• 2-10,000 m (fibra monomodo)

El SFP + de corto alcance de 10 GbE admite el estándar SR de 10 Gb y proporciona conectividad de 10 Gb hasta 300 metros sobre fibra multimodo.

• 2-26 metros (62.5 µm de diámetro del núcleo / 160 MHz * km de ancho de banda)
• 2-33 metros (62.5 µm de diámetro del núcleo / 200 MHz * km de ancho de banda)
• 2-66 metros (50 µm de diámetro del núcleo / 400 MHz * km de ancho de banda)
• 2-82 metros (50 µm de diámetro del núcleo / 500 MHz * km de ancho de banda)
• 2-300 metros (50 µm de diámetro del núcleo / 2000 MHz * km de ancho de banda)

10-GbE SFP + Long Range es compatible con el estándar LR de 10 Gb, proporcionando conectividad de 10 Gb hasta 10 km a través de fibra monomodo.

La fibra monomodo a menudo cuesta menos que la fibra multimodo. Cuando construí una red de fibra de 1 Gb a la que quería poder llegar a 10 Gb o más rápido eventualmente, descubrí que los ahorros en el costo de la fibra (aproximadamente a mitad de precio) para .vs monomodo. OM3 u OM4 multimodo más que cubrieron el aumento (35% más o menos con las compras adecuadas) en el costo de los SFP (nuevos) en ese momento, y no limitaron las longitudes de mis enlaces como lo hicieron OM3 u OM4. Tampoco está limitado a 10Gb. También obtuve un gran presupuesto de pérdidas, ya que un conjunto LX monomodo está diseñado para ir a 10 km (pero también funciona bien a 5 m).

La sabiduría convencional no ha alcanzado esa realidad particular. Si está dispuesto a mirar los SFP usados ​​de canal de fibra usado (lo estaba, pero no los usé en la fase de justificación económica), el precio del monomodo 1Gbe cae por el suelo.

Mi preferencia es SOLO usar un modo único (y, dentro de los edificios, 5e cobre) en este momento. Haré una fibra monomodo de 25m en algún momento pronto, ya que es una conexión entre edificios, y he estado eliminando el cobre entre las conexiones del edificio y teniendo muchos menos problemas con las tormentas eléctricas como resultado directo de eso. Bajo diferentes restricciones, probablemente consideraría usar OM3 / 4 multimodo para recorridos cortos y fáciles de reemplazar dentro de edificios o dentro de una sala de servidores; bajo las limitaciones reales que tengo para operar (bajo presupuesto), 10Gbe todavía está en el futuro, pero puedo ir allí con el cableado que tengo, cuando me lo puedo permitir. En mi opinión, cualquier fibra multimodo debe considerarse como una compra a corto plazo con la progresión de las tasas de datos. Pregúntele a cualquier persona con una planta multimodo de 62.5 (100Mbit, 2Km, IIRC) en su lugar: el modo único que podría haberse instalado al mismo tiempo todavía funciona a las velocidades de datos actuales. OM1 está obsoleto. OM2 es obsoleto. OM3 es casi obsoleto.

Si tiene un presupuesto y necesita conexiones cortas de 10 Gb, la fibra parece preferible a la de cobre de 10 Gb, y la última comprobación económica aún es compatible con multimodo. Sin embargo, vigile esos aspectos económicos, ya que la historia sugiere que la prima de precio para el modo único disminuirá.

La fibra multimodo tiene un núcleo más grande, esto hace que las tolerancias sean más fáciles de terminar y hace que el hardware del transceptor sea más barato, pero permite múltiples modos de propagación, lo que da como resultado una pérdida de tiempo de la señal recibida. Hay trucos para reducir esta pérdida de tiempo que resulta en una proliferación de diferentes grados de fibra multimodo.

Entonces, la sabiduría tradicional era que usaría multimodo dentro de un edificio o campus y monomodo para enlaces de mayor distancia entre múltiples sitios.

Sin embargo, esa sabiduría tradicional se ha vuelto cada vez más cuestionable. Los estándares multimodo más nuevos se han vuelto cada vez más exigentes sobre el tipo y la longitud de los cables, lo que hace que sea muy difícil probar en el futuro una planta de cables multimodo. Esto puede suceder incluso mientras la velocidad se mantiene igual, por ejemplo, los primeros 10 gigabits a menudo eran LX4, que es relativamente tolerante, mientras que los modernos multimodo de 10 gigabits suelen ser los SR mucho menos tolerantes.

Mientras tanto, las corridas de fibra monomodo existentes, al menos a distancias del campus, se han mantenido compatibles con los nuevos estándares que se han presentado.

Entonces, mi consejo sería, si se trata de una instalación a corto plazo que se eliminará por razones no relacionadas antes de que se necesite cualquier actualización de velocidad, entonces considere tanto el modo único como el multimodo y elija la opción más económica. Si se trata de una instalación a largo plazo que necesitará actualizaciones de velocidad con el tiempo, entonces opte por un modo único.

Puede hacer referencia a las especificaciones del cable para cada módulo. Este es de la especificación Cisco SFP + 10G y su cableado de soporte. http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/modules/ps5455/data_sheet_c78-455693.html

He utilizado con éxito el cable MMF en un 1000Base LX / LH SFP, necesita un cable de conexión de acondicionamiento de modo. Esta fue una solución temporal fea, una vez que obtuvimos el SFP correcto, todo volvió a la normalidad.

Parche de acondicionamiento de modo

Desde el punto de vista físico, la dispersión es una de las principales razones de la menor velocidad de las fibras multimodo.

A distancias más largas, la dispersión hace que los pulsos ópticos sean más anchos, más borrosos, ruidosos, no claros, distinguibles. Y la dispersión es mayor para las fibras multimodo en comparación con las fibras monomodo. Hay diferentes tipos de dispersión . Las fibras monomodo también tienen dispersión pero mucho más bajas.

La fibra multimodo es una fibra con un núcleo "grande" (50-60 µ), esto significa que la luz puede seguir múltiples formas (es decir, modos) para atravesar la fibra. Mi analogía es que estás en una catedral y hablas con una persona en el lado opuesto de la catedral. Habrá muchos ecos y será realmente difícil escucharlo.

La fibra monomodo tiene un núcleo realmente más pequeño (9 µ). Por lo tanto, la luz solo puede seguir 1 pista (es decir, modo). Ahora imagina que hablas con la misma persona, pero en lugar de una catedral, hablas a través de una pequeña tubería, parece que somos claros y agudos (no es obvio, ¡pero pruébalo!).

Ahora intente colocar la tubería al final de la catedral: no escuchará casi nada: mezclar el modo multimodo y el modo único no es una buena idea, incluso si puede funcionar en condiciones específicas (distancias muy pequeñas).

Debido al núcleo más pequeño, la fibra monomodo y los transceptores son un poco complejos de fabricar. Pero el precio SM tiende a acercarse al precio MM.

Con respecto a las actuaciones, esto más complejo que las respuestas anteriores declaró:

• Por un lado, con el modo único, tener una señal nítida y clara hace que la comunicación sea un poco más fácil de realizar. Es por eso que la mayoría de la gente dice que SM ofrece mejores rendimientos para una longitud de fibra específica.
• Por otro lado, ahora hay productos que permiten aislar cada modo de fibra multimodo individualmente (se llama Conversión de luz de múltiples planos). Es como si dividieras la catedral en docenas de pequeñas tuberías.

Así que hoy en día, los registros de rendimiento de datarate se realizan en fibra multimodo ...

La fibra monomodo, SMF, se usa típicamente para tendidos de cable medidos en millas o kilómetros. La óptica basada en láser es relativamente cara. SMF es utilizado típicamente por transportistas y en campus muy grandes, plantas industriales.

La fibra multimodo, MMF, se utiliza para tendidos de cables medidos en cientos de pies o metros. La óptica basada en LED es relativamente asequible. MMF se usa típicamente en edificios de varios pisos y en campus más pequeños como las escuelas secundarias.