Globalne ulepszenia światłowodowe zwiększają łączność o dużej prędkości

Wyobraź sobie swoje centrum danych jako autostradę, z pakietami danych jako pędzącymi pojazdami. Jeśli Twoja „droga” w dalszym ciągu opiera się na przestarzałych kablach miedzianych, to jak ściganie się samochodami sportowymi po wiejskich drogach – nigdy nie osiągniesz pełnej prędkości. Nadszedł czas na przejście na sieci światłowodowe.

W tym artykule wyjaśnimy tajemnice technologii światłowodowej, badając różnice między światłowodami jednomodowymi i wielomodowymi, podstawy naukowe dotyczące długości fal oraz sposoby obliczania budżetów strat optycznych, co pomoże Ci zbudować wydajną i stabilną infrastrukturę sieciową. Nawet zagorzali zwolennicy miedzi nie mogą zaprzeczyć, że światłowody stanowią przyszłość łączności w centrach danych.

W przeciwieństwie do tradycyjnych skrętek miedzianych, wybór światłowodów rozpoczyna się od wyboru pomiędzy typami jednomodowymi i wielomodowymi. Choć światłowód jednomodowy zazwyczaj kosztuje więcej niż światłowód wielomodowy, sama cena nie powinna dyktować decyzji. Podstawowa różnica polega na tym, jak każdy z nich radzi sobie z tłumieniem sygnału.

Tłumienie odnosi się do stopniowego osłabiania sygnałów optycznych podczas ich przesyłania przez światłowód, mierzonego w stratach w decybelach (dB). Światłowód jednomodowy wyróżnia się minimalizacją strat dB – co jest kluczowym powodem jego wyższej ceny. Ale co sprawia, że ​​tryb jednomodowy jest lepszy i co to oznacza dla Twojej sieci?

Światłowód jednomodowy ma ultracienki rdzeń o średnicy 9 mikronów, dzięki czemu światło może podróżować z minimalnymi odbiciami powodującymi tłumienie. Dzięki temu tryb jednomodowy jest idealny do połączeń na duże odległości i wyższych prędkości transmisji danych.

Natomiast włókno wielomodowe ma zazwyczaj średnicę rdzenia 50 lub 62,5 mikrona (w zależności od wybranego trybu). Chociaż tłumienie pozostaje znikome na krótkich dystansach, większy rdzeń tworzy więcej odbić światła w miarę zwiększania się odległości, co utrudnia transmisję na długich dystansach.

Zrozumienie, kiedy używać trybu wielomodowego, a kiedy jednomodowego, okazuje się kluczowe. Dodatkowo wybór długości fali znacząco wpływa na tłumienie.

Komunikacja światłowodowa wykorzystuje głównie trzy długości fal: światłowód wielomodowy działa przy 850 nm i 1300 nm, podczas gdy jednomodowy wykorzystuje 1550 nm (1310 nm działa również w trybie jednomodowym, ale ma mniejsze zastosowanie). Te długości fal zostały strategicznie wybrane w pobliżu punktów zerowej absorpcji wody, ponieważ w przeciwnym razie absorpcja pary wodnej pogorszyłaby sygnały. Wybór długości fali ostatecznie zależy od kosztu i innego czynnika tłumienia: rozproszenia.

Rozpraszanie ma miejsce, gdy sygnały świetlne zderzają się z atomami szkła i zmieniają kierunek podczas transmisji. Krótsze fale (850 nm) powodują silniejsze rozpraszanie. Wraz ze wzrostem długości fal efekty rozpraszania maleją. To wyjaśnia, dlaczego światłowód jednomodowy (wykorzystujący długość fali 1550 nm) wykazuje mniejsze tłumienie i utrzymuje lepszą jakość sygnału na dużych dystansach.

Ostatecznie wszystkie te czynniki łączą się w jednym kluczowym pytaniu: ile światła tracisz i jaki będzie to miało wpływ na Twoją sieć?

Każda pasywna sieć optyczna (PON) ma budżet strat — teoretyczną maksymalną utratę sygnału, jakiej powinna doświadczyć sieć. Ta metryka pomaga wybrać odpowiednie kable i łącza, zapewniając jednocześnie punkty odniesienia dla prawidłowej instalacji.

Należy zachować ostrożność przy obliczaniu budżetów strat optycznych, ponieważ obecnie nie istnieją żadne standardy branżowe, umożliwiające producentom swobodne dostosowywanie specyfikacji produktu. Należy jednak skupić się na trzech kluczowych obszarach pomiarów strat światłowodowych:

• Strata rozdzielacza
• Straty w rozdzielaczu + straty w jednej parze złączy
• Straty w rozdzielaczu + dwie pary strat w złączu

Te trzy tematy przedstawiają niezbędną wiedzę o światłowodach dla współczesnych architektów sieci. Oczywiście dyskusje na temat łączności sieciowej wykraczają daleko poza te podstawy. Podczas projektowania infrastruktury światłowodowej należy wziąć pod uwagę kilka uzupełniających się tematów.