Différences de fibres multimodes et monomodes

Lors du câblage d’un réseau utilisant la fibre optique, quelle est la différence entre la fibre monomode et la fibre multimode? Quand devrais-je utiliser l'un ou l'autre? Existe-t-il des problèmes de compatibilité et / ou de vitesse avec l'un ou l'autre?

Principale différence: la fibre monomode présente une caractéristique de perte de puissance inférieure à celle de la fibre multimode, ce qui signifie que la lumière peut parcourir de plus longues distances à travers elle que par la fibre multimode. Il n’est donc pas surprenant que l’optique nécessaire au pilotage de la fibre monomode soit bien plus onéreuse, en particulier dans des circonstances très diverses.

Quand les utiliser: Les fibres monomodes modernes et les fibres multimodes modernes peuvent gérer des vitesses 10G. La chose la plus importante à considérer est l'exigence de distance. Dans un centre de données, il est typique d’utiliser du multimode qui peut atteindre 300 à 400 mètres. Si vous avez de très longues descentes ou si vous vous connectez sur de plus longues distances, le mode simple peut vous faire parcourir 10 km, 40 km, 80 km et même plus - il vous suffit d'utiliser l'optique appropriée pour la distance requise, puis les prix augmentent en conséquence.

Problèmes de compatibilité: ils ne sont pas compatibles. Vous ne pouvez pas mélanger des fibres multimodes et monomodes entre deux points d'extrémité. Les optiques ne sont pas compatibles non plus.

Il y a beaucoup à dire sur la fibre, en général, mais j'espère que cela répond à votre question immédiate.

La fibre multimode (MMF) utilise un noyau beaucoup plus grand et utilise généralement une longueur d'onde de lumière plus longue. De ce fait, les optiques utilisées dans le MMF ont une capacité plus élevée de capter la lumière du laser. Concrètement, cela signifie que les optiques sont moins chères.

La fibre monomode (SMF) présente des tolérances beaucoup plus strictes pour les optiques utilisées. Le noyau est plus petit et la longueur d'onde du laser est plus étroite. Cela signifie que SMF a la capacité de disposer d’une bande passante supérieure et de distances beaucoup plus longues en transmission.

Avec un peu plus de 10 Go pour bon nombre de mes clients, j'ai déjà commencé à recommander qu'ils utilisent SMF partout pour les connexions. Lorsqu'il est installé dans le cadre d'un projet, le coût supplémentaire de SMF est négligeable par rapport à MMF. Cela signifie également que vous n'aurez pas besoin de déchirer votre usine de fibre MMF pour améliorer la vitesse dans quelques années.

[MMF] longueur d'onde plus longue (850 nm), faisceau beaucoup plus large par rapport à [SMF] longueur d'onde courte (1310nm-15 nm), faisceau étroit.

La principale différence que personne n’a touchée est la "dispersion modale" , qui est un terme sophistiqué pour décrire comment la lumière se déplace dans la fibre. Cette page est beaucoup plus détaillée. La première image résume bien la situation ... MM rebondit sur le bord de la fibre, ce qui entraîne une dispersion de la lumière à l'extrémité distante, car les photons descendus au centre parcourent moins de distance que ceux qui rebondissent beaucoup; une impulsion 1ns entrant dans une extrémité ne sort pas comme une impulsion 1ns propre à l'autre extrémité. L'effet est considérablement réduit dans les FCP en raison du diamètre beaucoup plus petit de la fibre et de l' injection précise ("lancement") du laser au centre de la fibre. La dispersion s’aggrave à mesure que la distance augmente.

Veuillez lire tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les réseaux optiques - sans jamais oser le demander

:)

Voici quelques choses non encore couvertes.

• L'utilisation du mode unique vous permet d'utiliser un type de fibre pour tout (moins d'optiques, types de câbles à revendre)
• Aucune probabilité d'obsolescence (par exemple, OM3 semblait être en vigueur depuis environ 3 ans)
• Offre des options à une paire pour 40 et 100 g
• Offre des options à fibre unique à 1 et 10 g
• Bien que les optiques soient plus chères, elles sont <2x tout en offrant une portée beaucoup plus longue (n'oubliez pas d'acheter des optiques OEM, non rebadgées)

Bien sûr, du côté long-courrier, il existe des systèmes DWDM qui envoient maintenant 16 To par un seul mode, la fibre (en pratique car nous sommes toujours bidirectionnels et forment une paire de 16 To), et au moment où vous avez besoin de plusieurs liens " systèmes "DWDM distance" de campus (pour une longueur de fibre <40kM, CWDM pourrait avoir un sens financier, avec des amplis optiques et une gestion de la dispersion, il existe de nombreux systèmes de câbles sous-marins multi-terabits fonctionnant uniquement avec une régénération optique de plus de 10 000kM.

La fibre monomode a un noyau plus petit (9 microns), ce qui entraîne moins de diffraction de la lumière sur la distance que la fibre multimode (50, 62,5) microns.

La fragilité et l'augmentation des coûts de production de la fibre monomode rendent son utilisation plus coûteuse. C'est pourquoi le multimode est généralement utilisé lorsque vous n'avez pas besoin de la distance d'un monomode.

Le multimode a généralement une portée allant jusqu’à ~ 550 mètres, alors que le monomode a le potentiel d’atteindre 10 000 mètres (40 000 mètres avec ER)

La principale différence entre SMF et MMF? distance et coût

La fibre monomode a un potentiel de distance plus important et peut supporter des distances comprises entre 2 mètres et 10 000 mètres. Cependant, l’optique coûte deux fois plus cher que l’optique MMF.

Une chose à considérer avec la fibre multimode est la qualité de la fibre qui est en place. J'ai parlé à de nombreux clients qui ont posé la fibre OM1 au milieu des années 90 et souhaitent maintenant que la technologie 10GbE fonctionne sur la même fibre. Ils sont très frustrés d'apprendre que cette fibre ne supportera que la technologie 10GbE jusqu'à 26 m.

Gigabit SX-LC Mini-GBIC fournit une solution Gigabit en duplex intégral jusqu'à 550 mètres sur fibre multimode.

• 2-220 m (diamètre du noyau 62,5 µm / largeur de bande de 160 MHz * km)
• 2-275 m (diamètre de coeur 62,5 µm / largeur de bande 200 MHz * km)
• 2-500 m (largeur de bande de diamètre du noyau 50 µm / 400 MHz * km)
• 2-550 m (largeur de bande du diamètre du noyau 50 µm / 500 MHz * km)

Gigabit LX-LC Mini-GBIC fournit une solution Gigabit en duplex intégral jusqu'à 10 km sur fibre monomode, ou jusqu'à 550 mètres sur fibre multimode.

• 2-550 m (diamètre de coeur multimode 62,5 µm / bande passante 500 MHz * km)
• 2-550 m (diamètre de coeur multimode 50 µm / largeur de bande à 400 MHz * km)
• 2-550 m (diamètre de coeur multimode 50 µm / largeur de bande 500 MHz * km)
• 2-10 000 m (fibre monomode)

La plage courte SFP + 10 GbE prend en charge la norme SR 10 Gb, offrant une connectivité 10 Gb jusqu'à 300 mètres sur une fibre multimode.

• 2-26 mètres (diamètre de coeur de 62,5 µm / largeur de bande de 160 MHz * km)
• 2-33 mètres (diamètre de coeur de 62,5 µm / largeur de bande à 200 MHz * km)
• 2-66 mètres (diamètre du noyau de 50 µm / bande passante de 400 MHz * km)
• 2-82 mètres (diamètre de noyau de 50 µm / bande passante de 500 MHz * km)
• 2-300 mètres (diamètre de noyau de 50 µm / largeur de bande de 2000 MHz * km)

La gamme longue portée SFP + 10 GbE prend en charge la norme LR 10 Gb, offrant une connectivité 10 Gb pouvant atteindre 10 km sur une fibre monomode.

La fibre monomode coûte souvent moins que la fibre multimode. Lors de la construction d’un réseau de fibre optique de 1 Go que je souhaitais pouvoir atteindre à 10 Go ou plus rapidement, j’ai constaté que les économies sur le coût de la fibre optique (environ la moitié du prix) pour les fichiers .vs à mode monomode. OM3 ou OM4 multimode couvrait plus que l'augmentation (environ 35% avec des achats adéquats) du coût des SFP (flambant neuf) à ce moment-là - et ne limitait pas la longueur de ma liaison comme OM3 ou OM4. Il n'est pas non plus limité à 10 Go. J'ai également gagné un énorme budget de pertes, puisqu'un ensemble monomode LX est conçu pour parcourir 10 km (mais fonctionne également très bien à 5 m.)

La sagesse conventionnelle n'a pas rattrapé cette réalité particulière. Si vous êtes prêt à regarder les SFP utilisés auparavant dans des réseaux à fibres multiples (je l'étais, mais je ne les ai pas utilisés dans la phase de justification économique), le prix du monomode 1Gbe chute en flèche.

Ma préférence est d'utiliser UNIQUEMENT le mode monomode (et, dans les bâtiments, le 5e cuivre) à ce stade. Je ferai bientôt une fibre monomode de 25 m, parce que c'est une connexion entre bâtiments, et j'ai éliminé le cuivre entre les connexions de bâtiment et j'ai beaucoup moins de problèmes avec les orages. Sous différentes contraintes, j’envisagerais probablement d’utiliser OM3 / 4 multimode pour de courts passages faciles à remplacer à l’intérieur des bâtiments ou dans une salle de serveurs; Compte tenu des contraintes actuelles, je dois opérer dans un environnement à faible budget. 10Gbe est encore dans le futur - mais je peux y aller avec le câblage que j'ai, quand je peux me le permettre. À mon avis, toute fibre multimode devrait être considérée comme un achat à court terme avec la progression des débits de données. Il suffit de demander à n'importe qui avec une installation multimode 62,5 (100 Mbits, 2 km, IIRC) - le monomode qui aurait pu être installé en même temps fonctionne toujours aux débits de données actuels. OM1 est obsolète. OM2 est obsolète. OM3 est vachement obsolète.

Si vous disposez d'un budget pour et avez besoin de connexions courtes de 10 Go, la fibre semble préférable au cuivre de 10 Go et les données économiques lors de la dernière vérification sont toujours prises en charge en multimode. Gardez un œil sur ces données économiques cependant, car l’histoire suggère que le prix supplémentaire pour le mode unitaire va baisser.

La fibre multimode a un noyau plus large, ce qui facilite les tolérances pour la terminaison et rend le matériel transciever moins cher, tout en permettant de multiples modes de propagation entraînant un retard dans le temps du signal reçu. Il existe des astuces pour réduire ce temps de maculage résultant en une prolifération de différentes qualités de fibre multimode.

La sagesse traditionnelle était donc d'utiliser multimode dans un bâtiment ou un campus et en monomode pour les liaisons à longue distance entre plusieurs sites.

Cependant, cette sagesse traditionnelle est devenue de plus en plus discutable. Les nouvelles normes multimodales sont de plus en plus exigeantes en ce qui concerne le type et la longueur des câbles, ce qui rend très difficile la pérennité d'une installation de câbles multimodes. Cela peut se produire même si la vitesse reste la même. Par exemple, le format 10 Gigabit au début était souvent LX4, ce qui est relativement tolérant, tandis que le contenu multimode 10 Gigabit moderne correspond généralement au SR moins tolérant.

Pendant ce temps, les fibres monomodales existantes, du moins sur les campus, sont restées compatibles avec les nouvelles normes en vigueur.

Mon conseil serait donc: si c'est une installation à court terme qui sera arrachée pour des raisons indépendantes avant qu'une mise à jour de vitesse ne soit nécessaire, alors considérez les modes monomode et multimode et optez pour l'option plus économique. S'il s'agit d'une installation à long terme nécessitant des mises à niveau rapides, optez pour le mode monomode.

Vous pouvez référencer les spécifications de câble pour chaque module. Celui-ci est issu de la spécification Cisco SFP + 10G et de son câblage de support. http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/modules/ps5455/data_sheet_c78-455693.html

J'ai utilisé avec succès un câble MMF sur un SFP 1000Base LX / LH; vous avez besoin d'un cordon de brassage pour le conditionnement en mode. C’était une horrible solution temporaire, une fois que nous avions obtenu le bon SFP, tout était revenu à la normale.

Cordon de conditionnement de mode

Du point de vue physique, la dispersion est l’une des principales raisons de la vitesse réduite des fibres multimodes.

Sur de plus longues distances, la dispersion rend les impulsions optiques plus larges, plus floues, bruitées, pas claires, distinctes. Et la dispersion est plus élevée pour les fibres multimodes que pour les fibres monomodes. Il existe différents types de dispersion . Les fibres monomodes ont aussi une dispersion mais beaucoup plus faible.

La fibre multimode est une fibre avec un "grand" noyau (50-60µ), ce qui signifie que la lumière peut suivre de multiples façons (modes) pour traverser la fibre. Mon analogie est que vous êtes dans une cathédrale et que vous parlez à une personne à l'opposé de la cathédrale. Il y aura beaucoup d'échos et il sera très difficile de l'entendre.

Les fibres monomodes ont un noyau vraiment plus petit (9µ). La lumière ne peut donc suivre qu’une seule piste (mode). Maintenant, imaginez que vous parlez à la même personne mais qu'au lieu d'une cathédrale, vous parliez à travers un petit tuyau, le son est clair et net (ce n'est pas évident mais essayez-le!).

Maintenant, essayez de placer le tuyau au bout de la cathédrale: vous n’entendrez presque plus rien: mélanger multimode et monomode n’est pas une bonne idée, même si cela peut fonctionner dans des conditions spécifiques (très petites distances).

En raison de leur noyau plus petit, la fibre monomode et les émetteurs-récepteurs sont un peu complexes à fabriquer. Mais le prix SM tend à se rapprocher du prix MM.

En ce qui concerne les performances, ceci est plus complexe que les réponses précédentes:

• D'une part, avec le mode simple, le signal net et clair facilite la communication. C'est pourquoi la plupart des gens disent que les systèmes SM offrent de meilleures performances pour une longueur de fibre spécifiée.
• D'autre part, il existe maintenant des produits permettant d'isoler chaque mode de fibre multi-mode individuellement (la conversion de lumière multi-plans). C'est comme si vous divisiez la cathédrale en une douzaine de petites pipes.

Ainsi, de nos jours, les enregistrements de performances de datarate sont effectués sur la fibre multimode ...

La fibre monomode, SMF, est généralement utilisée pour les longueurs de câbles mesurées en miles ou en kilomètres. Les optiques à laser sont relativement chères. SMF est généralement utilisé par les opérateurs et sur les très grands campus, les usines.

La fibre multimode, MMF, est utilisée pour les longueurs de câbles mesurées en centaines de pieds ou en mètres. Les optiques à base de LED sont relativement abordables. Le MMF est généralement utilisé dans des bâtiments de plusieurs étages et sur des campus plus petits tels que les lycées.