シングルモードとマルチモードファイバー: コアの違い、距離、コスト、および選択方法

キャンパス エンジニアが 2 つの建物間に 1,800 メートルのバックボーンを計画し、データ センター管理者が 50 メートルのサーバーとスイッチ間のリンクを追加する場合、同じファイバー タイプを注文すると、両方のアプリケーションにとって間違ったものになる可能性があります。これが、シングル モードとマルチモードの問題の背後にある現実です。どちらのタイプも一般的に優れているわけではなく、正しい答えは距離、速度ロードマップ、総支出によって異なります。簡単な結論としては、建物内の短い高帯域幅リンクにはマルチモード ファイバーが依然として意味をなす一方、屋外の長距離ルートや数十年維持することが予想されるケーブル設備にはシングルモード ファイバーがより強力な選択肢である、ということです。

この記事では、コア設計、距離と帯域幅の制限、調達コスト、および実際の設置チェックに関して 2 つのファイバー ファミリを比較し、次回の注文で正しいケーブルを指定できるようにします。

シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの定義

根本的な違いはコアの直径です。シングルモード ファイバは、9/125 μm のコアとクラッドの構造を使用しており、非常に狭いため、1 つの光路またはモードのみがそれに沿って進みます。マルチモード ファイバは、OM2 ～ OM5 では 50/125 μm、OM1 では 62.5/125 μm というより大きなコアを使用するため、多くのモードを同時に伝播できます。トランシーバはこの設計に適合します。シングルモード リンクは厳密に集束したレーザー ソースを使用しますが、マルチモード リンクは通常、より大きなコアに適した幅広い出力を持つ VCSEL を使用します。

実際の結果はモード分散です。マルチモード ファイバでは、異なるモードがわずかに異なるタイミングで受信機に到着するため、各パルスは伝播するにつれて拡散します。リンクが長くなるほど、シンボルの重なりが多くなり、距離に対する帯域幅が制限されます。シングルモード ファイバは基本モードのみを伝送するため、モード間分散はありません。その距離は、コアの寸法ではなく、減衰と接続損失によって決まります。

距離と帯域幅: 分岐する場所

標準速度でのリーチを比較すると、その差は明らかです。シングルモードの 10 Gbps リンクは 10 キロメートルをはるかに超えて延長できますが、OM3 マルチモードは 300 メートル、OM4 は 550 メートルで停止します。 100 Gbps では、マルチモードの到達距離は 100 ～ 150 メートルに低下しますが、シングル モードではケーブル タイプを変更せずに地下鉄および長距離ルートを処理し続けます。

これらの制限により、データシートだけでなくエンジニアリング上の決定も変わります。現在、バックボーン リンクが 250 メートルで計画されているが、後で 400 メートルに延長できる可能性があるとします。今日引き抜かれたマルチモード ケーブルは交換する必要があります。そのため、ケーブル ドラムを注文する前に、距離に関する質問に答える必要があります。 光ファイバーの距離制限 実際の屋外ルートで減衰とリンク バジェットがどのように動作するかを説明します。

コストの比較: ケーブルの価格はその一部にすぎません

多くの購入者は、シングルモード ケーブルの価格がもっと高いと考えています。実際には、標準的なシングルモード ファイバは、世界的に大量に製造されるため、多くの場合、同等のマルチモード ケーブルと同じレベルか、わずかに低い価格になります。より大きな違いはエレクトロニクスにあり、マルチモード VCSEL トランシーバーは伝統的にシングルモード レーザー光学系よりも安価でした。この節約効果は、特に数十のスイッチ ポートにわたって 10 Gbps で確認できます。

400 Gbps では、コストの関係が変化しています。現在、シングルモード光学系はマルチモード光学系と競合しており、一部のプラットフォームでは消費電力が低くなります。同じファイバー上で 3 世代または 4 世代の速度アップグレードが予想されるデータセンターの場合、シングル モードを使用すると、サイクルごとにケーブルを再接続するコストを回避できます。ほとんどの予算では、次の 3 つの項目がコストの全体像を支配します。

• 短いリンクのコストは、ケーブルではなくトランシーバーによって増加します。
• ファイバーと光のクラスが一致しないと、手戻りが発生し、材料が無駄になります。
• どちらのタイプでもテストと文書化にかかる費用は同じであるため、選択を誤ると二重の費用が発生します。

実際の導入における各ファイバ タイプの属する場所

マルチモードは建物内に属します。しっかりと緩衝されたケーブルはパッチ パネルで素早く終端され、ケーブル トレイやラックでの繰り返しの曲げに耐えられるため、サーバー ルーム、LAN クローゼット、ストレージ ネットワークに自然に適合します。アン 屋内用タイトバッファ光ファイバーケーブル OM3 または OM4 での短い高密度リンクを構築する一般的な方法です。

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シングルモードは建物の外に属します。キャンパスのバックボーン、地下ダクト、空中スパン、および直接埋設セクションは、温度変動、湿気、機械的ストレスに直面しています。防水性と外装を備えたルーズチューブ構造は必要な耐久性を提供し、そのほぼすべてがシングルモードファイバーで構築されています。あ GYTS屋外用撚り線ケーブル これは典型的な例であり、将来の速度アップグレードに備えてヘッドルームを維持しながら、長いスパンに必要な強度と密閉性を与えます。

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購入前の実用的なチェック

最も一般的な調達ミスを避けるために、注文する前に短いチェックリストを実行してください。

1. まず光学式のタイプを確認してください。 10GBASE-SR モジュールにはマルチモード ファイバーが必要ですが、10GBASE-LR にはシングル モードが必要です。通常、ケーブルの問題は光規格によって解決されます。
2. カラーコードを認識します。黄色は通常、シングルモードを示します。オレンジは OM1 または OM2 を示し、水色は OM3 または OM4 を示し、ライム グリーンは OM5 を示します。
3. 1 つのリンク上で 2 つのタイプを混在させないでください。シングルモードケーブルとマルチモードケーブルを直接接続すると、モードフィールドの不一致と高損失が生じます。モード調整パッチコードまたはメディアコンバータが必要です。
4. マージンを持った実際の距離に対してファイバ クラスを検証します。 10 Gbps での 300 メートルの OM3 設計はまさに限界に達しており、将来の速度に対応する余裕はありません。
5. 設置されたリンクが受け入れテストに合格できるように、ファイバ数やドラムの長さだけでなく、データシートで減衰と帯域幅の値を要求します。

これらの各チェックは、リンクの最終コストに影響します。ジャケットのタイプ、強度メンバー、耐火性の評価に関する詳細が必要な場合は、次のガイドを参照してください。 環境に適した光ケーブルの選択 建設上の決定事項を 1 か所でカバーします。

選択のためのシンプルなフレームワーク

新しいルートにファイバーを指定する場合は、次の操作順序を使用します。

1. すべてのセグメントの長さを測定し、ルートの変更や接続に備えてマージンを追加します。
2. 今年必要な速度と、5 年後に予想される速度を書き留めます。
3. ケーブルだけでなく、トランシーバー、パッチパネル、テストを含む計画の総コストを比較します。
4. いずれかのセグメントが 300 メートルを超える可能性がある場合、またはルートが屋外の場合は、シングル モードを選択します。
5. マルチモードを選択するのは、リンク全体が 1 つの建物またはデータ センター内に留まり、光コストが決定要因となる場合に限られます。

マルチモードファイバーは時代遅れではありません。これにより、到達距離の短い問題を低コストで解決できるため、建物内のリンクにとっては引き続き賢明な選択肢となるでしょう。ただし、シングル モードでは、インフラストラクチャから距離の上限とアップグレードのボトルネックが解消されます。ルートが後で微小管内で拡大する可能性がある場合、 GYFXTP 空吹きマイクロケーブル 追加の掘削を行わずにファイバーを追加することができます。ほとんどのプロジェクトでは、決定は簡単です。距離が短く、予算のプレッシャーが現実的な場合はマルチモードを選択し、それ以外の場合はシングル モードを選択し、それによって得られる追加マージンを長期的な保険として扱います。

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