光ファイバーケーブルと銅線: 帯域幅、コスト、距離の比較

部品表を比較するネットワーク設計者が、どちらのケーブルが優れているかを尋ねることはほとんどありません。本当の問題はもっと狭いものです。このリンク、この距離、遠端にこれらのデバイスがある場合、10 年間でどの媒体の所有コストが安くなるのかということです。ランがどこに位置するかによって答えは変わります。

2 つの実際の例を取り上げます。 60 m 離れたラック間の 10 Gbps リンク: Cat6A 銅線は、光学系をまったく使用せずにパッシブ ケーブルで機能します。 3 km 離れた 2 つの建物間で同じ 10 Gbps 要件があります。銅線は、アクティブなリピータを追加しないと妥当な価格では到達できませんが、1 つのシングルモード ファイバー ペアが間に何も介さずに伝送します。物理学が議論の対象になれば、どちらの結果も驚くべきことではありません。

帯域幅と到達範囲: 理論上のギャップがなくなるところ

シングルモード ファイバーは、再生なしで 10 Gbps を約 40km 伝送します。 Cat6A 銅線は、同じ 10 Gbps を約 100メートル 伝送します。これら 2 つの数字の間で、ほとんどの実際の決定はすでに行われています。

限界はさまざまな物理学から生じます。銅線の減衰とクロストークは周波数とともに急激に増加するため、スループットが 2 倍になるたびに使用可能な実行時間が短くなります。 100メートル での Cat6A 上の 10GBASE-T は、すでに規格の限界近くに位置しています。 1310 nm と 1550 nm のシングルモード ガラスは 1 キロメートルあたり約 0.35 dB 損失します。これが、現在 10G 用に設置されたファイバー プラントが、後でトランシーバーを交換するだけで波長あたり 100G または 400G かかる理由です。

トレイと導管のスペースが狭い場合は、ケーブルあたりの容量がペアあたりの容量と同じくらい重要になります。 1 本の 12 心屋外ケーブルの重さは、Cat6A 配線 1 本の重さとほぼ同じであり、12 本の銅線に代わるものです。数百メートルを超えると、銅線のオプションは安価なケーブルではなくなり、一連の電力供給機器になります。

同じトレードオフの調達に重点を置いたバージョンの場合、これは ファイバーと銅線の決定ガイド 購入者側からのコスト、距離、アップグレードのタイミングについて説明します。

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メーターあたりのコストではなく、接続されたリンクあたりのコスト

短いリンクでは銅線の方が安価です。光ファイバーは、走行距離が約 100 メートルを超えると、ギガビットあたりの料金が安くなります。 1 メートルあたり 1 つを引用すると、実際に重要な数字が隠れてしまいます。

Cat6A およびルーズチューブ シングルモード ケーブルの 1 メートルあたりの価格は、ほとんどの購入者の予想よりも近いです。違いは端にあります。銅線はジャックとパッチコードで終端します。ファイバには融着接続、スプライス クロージャ、ピグテール、および両端にトランシーバが必要で、シングルモード モジュールのコストは、接続する 100 m のケーブルよりも高くなる可能性があります。

労働力が再びバランスを変える。 24 本の Cat6A ケーブルをライザーに通すと、1 本の 24 芯ケーブルよりも時間がかかり、より多くのトレイが埋まり、すべての銅線には独自の終端テストと認証テストが必要になります。高密度のビルドでは、インストールの節約により光学系の料金が相殺されることがよくあります。 2 本のケーブル リンクでは、このようなことはほとんどありません。

電力、干渉、およびサイトの条件

ファイバーは誘電体です。電流は流れず、何も放射せず、何も受け取りません。銅線は、データに使用する同じペアを介してデバイスに最大 90 W を供給できます。

どちらの事実も役に立ちます。地電位の上昇や落雷が実際に懸念される変電所、トンネル、または屋上では、全誘電体ケーブルにより接地の問題が完全に解消されます。そのため、電力ルートでは空中自立設計が一般的です。倉庫の天井では、反対の議論が勝ちます。90 W のアクセス ポイントやカメラにはローカル主電源は必要なく、銅線を使用するのが簡単な接続方法です。

長寿も彼らを分けます。湿気の多い場所や沿岸地域のコネクタでは銅が酸化し、腐食したペアは抵抗を上昇させ、負荷がかかると発熱し、最終的には認証テストに合格しません。ガラスは腐食しませんが、ファイバ端面は嵌合前に必ず洗浄する必要があります。

ラスト 100 メートル: 2 つのメディアが出会う場所

ほとんどの建物は最終的にハイブリッドになります。バックボーンとライザーにはファイバーが使用され、デスク、カメラ、またはアクセス ポイントへの最終ドロップには銅線またはファイバーが使用されます。セグメントごとに設計するのは通常の方法であり、妥協ではありません。

• PoE が必要で 100 m 未満のデバイス: 銅線。
• 100 メートルを超える距離または建物の間を走行: ファイバー。
• トレイのスペースが枯渇した密集したデスクエリア: ゾーンまでのファイバー、その内部の銅。
• 耐用年数内で 25G または 40G に移行すると予想されるポート: ファイバー。

ドロップ セグメントは、コスト引数の形状が変化する場所でもあります。工場で終端されたファイバ ドロップ ケーブルにより現場での接続が不要になり、多くの場合、完成した壁に新しい Cat6A 配線を引き込むよりも、単一ファイバ ドロップの方が早く設置できます。

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5 段階の選択シーケンス

距離、パワー、成長、環境、予算の順に決定してください。最初の 2 つのステップでは、価格について議論する前に、ほとんどの誤った答えを排除します。

1. たるみや垂直の立ち上がりを含む実際のルートを測定します。銅線上で 90 m を超えるものは、すでにファイバーの問題です。
2. 遠端に何が存在し、それがどれだけの電力を消費するかをリストします。通常、100 m 未満の PoE デバイスは銅線に留まります。
3. アップグレード パスを確認します。リンクが存続期間中 25G 以上をサポートする必要がある場合は、ここでシングルモードを指定します。後でケーブルを再接続すると、光学系よりもはるかに多くの費用がかかります。
4. 環境を調査します: 干渉源、洪水、げっ歯類の危険性、アース電位、温度変動。これらは媒体だけでなくケーブルの構造も選択します。
5. その後、終端、テスト装置、パッチ パネル、遠端の電力を含む総設置コストを比較してください。

インストールとテスト: 2 つの異なる分野

ファイバーは距離は許容しますが、汚染は許容しません。銅は汚染を許容しますが、距離は許容しません。一方の媒体で訓練を受けた乗組員は、初日にもう一方の媒体にダメージを与えることがよくあります。

• 曲げ半径: ファイバー ケーブルの定格は、設置中は外径の 20 倍、固定後の外径は 10 倍です。これを超えると、10G で合格し、100G で失敗するマイクロベンディング損失が発生します。
• 接続損失: 通常 0.1 dB、フィールド最大値として 0.3 dB が指定されることがよくあります。不注意に切断すると、ケーブルを長くするよりも損失バジェットが大きくなります。
• テスト: ファイバーには、損失と長さのための OLTS に加えて、イベントを特定するための OTDR が必要です。銅線には、10G でのパーマネント リンクとエイリアン クロストークの認証者が必要です。
• 汚染: 端面上の 1 つの塵粒子により、約 1 dB が増加したり、高い光出力の下でコネクタが焦げたりする可能性があります。

購入者が契約前に尋ねる質問