Fiber Optik Kablo Ne Kadar Uzaklığa Uzatılabilir? Mesafe Sınırları Açıklandı

Fiber optik kablolar herhangi bir yerden çalıştırılabilir 2 kilometreden 100 kilometreye kadar kablo tipine ve uygulamaya bağlı olarak sinyal yenilenmesi olmadan. Tek modlu fiber (SMF), şu mesafelere kadar destekler: 40-100 kilometre standart uygulamalar için, çok modlu fiber (MMF) ise tipik olarak aşağıdakilerle sınırlıdır: 300 metre ila 2 kilometre . Gerçek mesafe, fiber türü, dalga boyu, ağ ekipmanı ve sinyal kalitesi gereksinimleri gibi faktörlere bağlıdır.

Tek Modlu Fiber Mesafe Yetenekleri

Tek modlu fiber, uzun mesafeli iletim için tasarlanmıştır ve dünya çapındaki telekomünikasyon ağlarının omurgasını temsil eder. Küçük çekirdek çapı (8-10 mikron), ışığın tek bir yolda ilerlemesine olanak tanıyarak sinyal dağılımını en aza indirir ve olağanüstü erişim sağlar.

Standart Tek Modlu Uygulamalar

Tipik ağ dağıtımları için tek modlu fiber aşağıdaki mesafelere ulaşır:

• 1000BASE-LX (1 Gb/sn): Standart optiklerle 10 kilometreye kadar, geliştirilmiş modüllerle 40 kilometreye kadar uzatılabilir
• 10GBASE-LR (10 Gb/sn): 10 kilometre standart menzil, 10GBASE-ER ile 40 kilometreye ulaşıyor
• 40GBASE-LR4 ve 100GBASE-LR4: Yüksek hızlı veri merkezi ara bağlantıları için 10 kilometre
• Uzun erişimli modeller (ER/ZR): Büyükşehir ve bölgesel ağlar için 40-80 kilometre

Genişletilmiş Menzil Çözümleri

Özel ekipmanlarla tek modlu fiber daha da uzun mesafelere yayılabilir. Yoğun dalga boyu bölmeli çoğullama (DWDM) sistemleri sinyalleri rutin olarak iletir 1.000 kilometreden fazla Çoklu dalga boyları ve optik amplifikatörler kullanarak. Kıtaları birbirine bağlayan denizaltı kabloları, tek modlu fiberden yararlanıyor 10.000 kilometre Sinyali yeniden oluşturmak için her 50-100 kilometrede bir tekrarlayıcılar yerleştirilerek okyanus tabanları boyunca.

Çok Modlu Fiber Mesafe Sınırlamaları

Çok modlu fiber, birden fazla ışık modunun aynı anda yayılmasına olanak tanıyan daha büyük bir çekirdek çapına (50 veya 62,5 mikron) sahiptir. Bu, kısa mesafelerde çalışmayı daha kolay ve daha ucuz hale getirirken, iletim aralığını önemli ölçüde sınırlayan modal bir dağılım yaratır.

Model açıktır: Veri hızları arttıkça çok modlu mesafe yetenekleri azalır. için 40 ve 100 Gbps uygulamalar En yeni OM5 fiberi bile 100-150 metre ile sınırlıdır, bu da onu yalnızca ekipmanın yakın mesafede bulunduğu veri merkezi ortamları için uygun hale getirir.

İletim Mesafesini Etkileyen Faktörler

Optik Güç Bütçesi

Optik güç bütçesi, bir sistemin verici ile alıcı arasında tolere edebileceği sinyal kaybı miktarını temsil eder. Tipik bir alıcı-verici şu adreste iletim yapabilir: -3 dBm ve minimum alınan güç gerektirir -20 dBm 17 dB'lik bir güç bütçesi sağlar. Her konnektör, ekleme ve kablo metresi, ekleme kaybı ve zayıflama nedeniyle bu bütçenin bir kısmını tüketir.

Dalga Boyu Seçimi

Farklı dalga boyları fiberde farklı zayıflama oranlarına maruz kalır. En yaygın dalga boyları ve özellikleri şunlardır:

• 850nm: Çok modlu fiberde kullanılır, 2,5-3,5 dB/km zayıflama, en kısa erişim
• 1310nm: Tek mod için ortaktır, 0,35-0,5 dB/km zayıflama, orta mesafeler için iyidir
• 1550nm: Uzun mesafeler için tercih edilir, 0,2-0,25 dB/km zayıflama, maksimum erişim sağlar

Kablo Kalitesi ve Kurulumu

Kötü kurulum uygulamaları etkili mesafeyi önemli ölçüde azaltır. Dar bükülme yarıçapından kaynaklanan mikro bükülmeler , konektörlerdeki stres ve fiberin uç yüzlerindeki kirlenme, bağlantı noktası başına 0,5-3 dB kayıp ekleyebilir. 10 km olarak derecelendirilen bir kablo, çok sayıda yüksek kayıplı eklemelerle dikkatsizce kurulursa yalnızca 5 km'ye ulaşabilir.

Dağılma Etkileri

Kromatik dağılım, farklı dalga boylarının biraz farklı hızlarda hareket etmesine ve darbelerin uzun mesafelere yayılmasına neden olur. 1550nm'deki tek modlu fiberde kromatik dağılım yaklaşık olarak 17 ps/(nm·km) . 80 km'nin üzerindeki 10 Gbps'lik bir sinyal için bu, önemli ölçüde darbe genişlemesine neden olabilir ve dağılım dengeleme modüllerinin sinyal bütünlüğünü korumasını gerektirir.

Pratik Uygulama Senaryoları

Kampüs Ağları

Üniversite ve şirket kampüsleri genellikle dağıtılır OM3 veya OM4 çok modlu fiber 300 metrenin altındaki binadan binaya bağlantılar için, yaklaşık maliyetle Metre başına 0,50-2,00 ABD doları yüklü. Daha büyük mesafelerle ayrılmış binalar için, tek modlu fiber, biraz daha yüksek malzeme maliyetiyle birkaç kilometreye kadar bağlantı sağlar, ancak azalan elektronik gereksinimleri nedeniyle önemli ölçüde daha düşük toplam sahip olma maliyeti sağlar.

Büyükşehir Ağları

Metro Ethernet hizmetleri, şehirlerdeki iş yerlerini birbirine bağlamak için genellikle tek modlu fiber kullanır. Mesafeler 20-40 kilometre standart optiklerle rutindir, oysa 80 kilometre genişletilmiş erişim alıcı-vericileri ile elde edilebilir. Servis sağlayıcılar genellikle yedeklilik için birden fazla yola sahip fiber halkaları korur.

Veri Merkezi Ara Bağlantıları

Modern veri merkezleri, olağanüstü durum kurtarma ve yük dengeleme için tesisler arasında yüksek hızlı bağlantı gerektirir. 10-40 kilometrede 100 Gbps bağlantı Tek modlu fiber kullanımı standart hale geldi ve önde gelen sağlayıcılar bunu uygulamaya koydu 400 Gbps bağlantılar büyük ara bağlantı noktaları için. Bu sistemler genellikle kapasiteyi ve erişimi en üst düzeye çıkarmak için tutarlı optik teknolojisini kullanır.

Eve Kadar Fiber (FTTH)

Konut fiber dağıtımları genellikle tek bir fiberi hizmet vermek için bölen pasif optik ağ (PON) mimarilerini kullanır. 32-64 ev kadar olan mesafelerde 20 kilometre merkez ofisten. En yeni XGS-PON ve NG-PON2 standartları desteği 10 Gbps simetrik hızlar Bu aralığı korurken, onlarca yıllık konut talebindeki artışa yetecek kapasiteyi sağlıyor.

Standart Mesafelerin Ötesine Uzanmak

Optik Amplifikatörler

Erbiyum katkılı fiber amplifikatörler (EDFA'lar), optik sinyalleri elektriksel forma dönüştürmeden güçlendirir; 80-120 kilometrelik açıklıklar amplifikasyon noktaları arasında. Tipik bir EDFA şunları sağlar: 15-25 dB kazanç Fiber zayıflamasını telafi ediyor ve sinyallerin birden fazla segmentten geçmesine izin veriyor. Uzun mesafeli ağlar, kıtalararası mesafelere ulaşmak için birden fazla amplifikatörü basamaklandırır.

Rejeneratörler ve Tekrarlayıcılar

Sinyal kalitesi, amplifikasyonun düzeltebileceği seviyenin ötesine geçtiğinde, elektronik rejeneratörler optik sinyali elektriğe dönüştürür, temizler ve yeniden zamanlandırır, ardından yeni bir optik taşıyıcıya yeniden iletir. Denizaltı kablo sistemleri rejeneratörleri her yere yerleştirir 50-100 kilometre tasarım ömrüne sahip, okyanus tabanındaki kapalı muhafazalarda 25 yıl ve konuşlandırıldıktan sonra bakım özelliği yoktur.

İleri Hata Düzeltme

Modern yüksek hızlı sistemler, veri akışına artıklık ekleyen ve alıcının yeniden iletim gerektirmeden bit hatalarını düzeltmesine olanak tanıyan gelişmiş ileri hata düzeltmeyi (FEC) içerir. Zor kararlı FEC Erişimi 2-3 dB kadar genişletebilirken, yumuşak kararlı FEC 10-11 dB kodlama kazancı ekleyerek tutarlı iletim sistemleri için ulaşılabilir mesafeyi potansiyel olarak iki katına çıkarır.

Mesafe İhtiyaçlarınız İçin Doğru Fiberi Seçmek

Uygun fiber optik kablonun seçilmesi, mevcut ihtiyaçlarla gelecekteki gereksinimler ve bütçe kısıtlamalarının dengelenmesini gerektirir. Mesafeler için Veri merkezlerinde 300 metrenin altında OM4 çok modlu fiber, kolayca bulunabilen, ucuz alıcı-vericilerle en iyi maliyet-performans oranını sunar. Tekli moda kıyasla malzeme maliyeti tasarrufu minimum düzeydedir ancak optikler maliyetli olabilir %50-70 daha az .

Herhangi bir mesafe için 500 metrenin ötesinde veya 10 yıllık hizmet ömrü gerektiren Tek modlu fiber üstün bir seçimdir. Alıcı-vericiler başlangıçta daha maliyetli olsa da, tek mod sınırsız yükseltme potansiyeli sağlar. Bugün 1 Gbps için kurulan bir fiber, daha sonra yalnızca uç nokta ekipmanını değiştirerek 100 Gbps veya daha fazlasını destekleyebilir; oysa çoklu mod, kablonun tamamen değiştirilmesini gerektirir.

Yüklemeyi düşünün 12-24 şeritli OS2 tek modlu fiber mevcut gereksinimler mütevazı olsa bile. Artan kablo maliyeti, kurulum işçiliğine kıyasla küçüktür ve yedek fiberlere sahip olmak, hasara karşı koruma sağlar ve kapasitenin kolay genişletilmesine olanak tanır. Metropol ve uzun mesafeli uygulamalarda, 10, 40 veya 100 kilometrelik erişime ulaşıp ulaşamayacağınızı belirleyen özel alıcı-verici seçimiyle tek mod geçerli tek seçenektir.