광섬유 케이블은 얼마나 멀리 연결할 수 있습니까? 거리 제한 설명

광섬유 케이블 어디에서나 실행할 수 있습니다 2km에서 100km 이상 케이블 유형 및 용도에 따라 신호 재생성 없음. 단일 모드 광섬유(SMF)는 최대 거리를 지원합니다. 40-100킬로미터 표준 애플리케이션의 경우 다중 모드 광섬유(MMF)는 일반적으로 다음으로 제한됩니다. 300미터에서 2킬로미터 . 실제 거리는 광섬유 유형, 파장, 네트워크 장비, 신호 품질 요구 사항 등의 요인에 따라 달라집니다.

단일 모드 광섬유 거리 기능

단일 모드 광섬유는 장거리 전송을 위해 설계되었으며 전 세계 통신 네트워크의 백본을 나타냅니다. 작은 코어 직경(8-10 마이크론)으로 인해 빛이 단일 경로로 이동할 수 있어 신호 분산이 최소화되고 뛰어난 도달 범위가 가능합니다.

표준 단일 모드 애플리케이션

일반적인 네트워크 배포의 경우 단일 모드 광섬유는 다음 거리를 달성합니다.

• 1000BASE-LX(1Gbps): 표준 광학 장치를 사용하면 최대 10km, 향상된 모듈을 사용하면 40km까지 확장 가능
• 10GBASE-LR(10Gbps): 표준 범위는 10km이며, 10GBASE-ER은 40km에 달합니다.
• 40GBASE-LR4 및 100GBASE-LR4: 고속 데이터센터 상호 연결을 위한 10km
• 장거리 변형(ER/ZR): 대도시 및 지역 네트워크의 경우 40-80km

확장된 범위 솔루션

특수 장비를 사용하면 단일 모드 광섬유를 훨씬 더 먼 거리로 확장할 수 있습니다. DWDM(고밀도 파장 분할 다중화) 시스템은 정기적으로 신호를 전송합니다. 1,000km 이상 다중 파장과 광 증폭기를 사용하여. 대륙을 연결하는 해저 케이블은 단일 모드 광섬유를 사용하여 연결합니다. 10,000km 해저를 가로질러 신호를 재생성하기 위해 50~100km마다 중계기를 배치합니다.

다중 모드 광섬유 거리 제한

멀티모드 광섬유는 더 큰 코어 직경(50 또는 62.5미크론)을 갖추고 있어 여러 조명 모드가 동시에 전파될 수 있습니다. 이로 인해 단거리 작업이 더 쉬워지고 비용도 저렴해지지만 전송 범위를 크게 제한하는 모드 분산이 발생합니다.

패턴은 분명합니다. 데이터 속도가 증가하면 다중 모드 거리 기능이 감소합니다. 에 대한 40 및 100Gbps 애플리케이션 , 최신 OM5 광섬유도 100~150미터로 제한되므로 장비가 가까이 위치한 데이터 센터 환경에만 적합합니다.

전송 거리에 영향을 미치는 요인

광전력 예산

광 전력 예산은 시스템이 송신기와 수신기 사이에서 허용할 수 있는 신호 손실의 양을 나타냅니다. 일반적인 트랜시버는 다음과 같이 전송할 수 있습니다. -3dBm 최소 수신 전력이 필요합니다. -20dBm , 17dB의 전력 예산을 제공합니다. 모든 커넥터, 스플라이스 및 케이블 미터는 삽입 손실 및 감쇠를 통해 이 예산의 일부를 소비합니다.

파장 선택

파장에 따라 광섬유의 감쇠율이 달라집니다. 가장 일반적인 파장과 그 특성은 다음과 같습니다.

• 850nm: 다중 모드 광섬유에 사용됨, 감쇠 2.5-3.5dB/km, 최단 도달 범위
• 1310nm: 단일 모드에 공통, 감쇠 0.35-0.5dB/km, 중거리에 적합
• 1550nm: 장거리에 선호되며 0.2-0.25dB/km의 감쇠로 최대 도달 범위가 가능합니다.

케이블 품질 및 설치

잘못된 설치 방법으로 인해 유효 거리가 크게 줄어듭니다. 좁은 굽힘 반경으로 인한 마이크로벤드 , 커넥터에 대한 스트레스 및 광케이블 종단면의 오염으로 인해 연결 지점당 0.5-3dB의 손실이 추가될 수 있습니다. 10km 등급의 케이블은 수많은 고손실 스플라이스를 부주의하게 설치한 경우 5km만 달성할 수 있습니다.

분산 효과

색분산은 서로 다른 파장이 약간 다른 속도로 이동하게 하여 펄스를 장거리로 퍼뜨립니다. 1550nm의 단일 모드 광섬유에서 색분산은 대략 17ps/(nm·km) . 80km가 넘는 10Gbps 신호의 경우 이로 인해 상당한 펄스 확장이 발생할 수 있으므로 신호 무결성을 유지하려면 분산 보상 모듈이 필요합니다.

실제 적용 시나리오

캠퍼스 네트워크

대학 및 기업 캠퍼스는 일반적으로 배포됩니다. OM3 또는 OM4 다중 모드 광섬유 300미터 미만의 건물 간 연결의 경우 약 비용이 듭니다. 미터당 $0.50-2.00 설치되었습니다. 더 멀리 떨어져 있는 건물의 경우 단일 모드 광섬유는 약간 더 높은 자재 비용으로 최대 수 킬로미터까지 연결을 제공하지만 전자 요구 사항이 줄어들어 총 소유 비용이 크게 낮아집니다.

메트로폴리탄 네트워크

메트로 이더넷 서비스는 일반적으로 단일 모드 광섬유를 사용하여 도시 전체의 사업장 위치를 연결합니다. 거리 20-40킬로미터 표준 광학 장치에서는 일상적이지만 80킬로미터 도달 범위가 넓은 트랜시버를 사용하여 달성할 수 있습니다. 서비스 제공업체는 일반적으로 중복성을 위해 여러 경로로 파이버 링을 유지 관리합니다.

데이터센터 상호 연결

현대의 데이터센터에는 재해 복구 및 로드 밸런싱을 위해 시설 간 고속 연결이 필요합니다. 10~40km 이상 100Gbps 연결 단일 모드 광섬유를 사용하는 것이 표준이 되었으며 선도적인 공급자가 구현했습니다. 400Gbps 링크 주요 상호 연결 지점의 경우. 이러한 시스템은 용량과 도달 범위를 최대화하기 위해 일관성 있는 광학 기술을 사용하는 경우가 많습니다.

FTTH(가정용 광섬유)

주거용 광섬유 배포는 일반적으로 단일 광섬유를 분할하여 서비스를 제공하는 수동 광 네트워크(PON) 아키텍처를 사용합니다. 32~64개 주택 최대 거리에 걸쳐 20킬로미터 중앙 사무실에서. 최신 XGS-PON 및 NG-PON2 표준 지원 10Gbps 대칭 속도 이 범위를 유지하면서 수십 년간의 주거 수요 증가에 충분한 용량을 제공합니다.

표준 거리 이상으로 확장

광 증폭기

EDFA(에르븀 첨가 광섬유 증폭기)는 전기 형태로 변환하지 않고 광 신호를 증폭시켜 80~120km의 경간 증폭 지점 사이. 일반적인 EDFA는 다음을 제공합니다. 15-25dB 게인 , 광섬유 감쇠를 보상하고 신호가 여러 세그먼트를 통과하도록 허용합니다. 장거리 네트워크는 대륙 횡단 거리를 달성하기 위해 여러 증폭기를 캐스케이드합니다.

재생기 및 중계기

증폭이 교정할 수 있는 수준 이상으로 신호 품질이 저하되면 전자 재생기는 광 신호를 전기 신호로 변환하고 정리하고 시간을 재조정한 다음 새로운 광 캐리어로 재전송합니다. 해저 케이블 시스템은 재생기를 모든 곳에 배치합니다. 50-100킬로미터 해저의 밀봉된 하우징에서 설계 수명은 25년 일단 배포되면 유지 관리 기능이 없습니다.

전달 오류 수정

최신 고속 시스템에는 데이터 스트림에 중복성을 추가하는 정교한 순방향 오류 수정(FEC)이 통합되어 있어 수신기가 재전송 없이 비트 오류를 수정할 수 있습니다. 하드 결정 FEC 도달 범위를 2~3dB까지 확장할 수 있습니다. 연판정 FEC 10-11dB의 코딩 이득을 추가하여 응집성 전송 시스템의 달성 가능한 거리를 잠재적으로 두 배로 늘립니다.

거리 요구 사항에 적합한 광섬유 선택

적절한 광섬유 케이블을 선택하려면 현재 요구 사항과 미래 요구 사항 및 예산 제약 사이의 균형을 맞춰야 합니다. 거리의 경우 데이터 센터에서 300미터 미만 , OM4 다중 모드 광섬유는 쉽게 사용할 수 있고 저렴한 트랜시버를 통해 최고의 비용 대비 성능 비율을 제공합니다. 단일 모드에 비해 재료비 절감 효과는 미미하지만 광학 장치는 비용이 많이 들 수 있습니다. 50-70% 감소 .

어떤 거리에서도 500미터를 초과하거나 10년의 서비스 수명이 필요함 , 단일 모드 광섬유가 탁월한 선택입니다. 트랜시버는 초기에 비용이 더 많이 들지만 단일 모드는 무제한의 업그레이드 가능성을 제공합니다. 현재 1Gbps용으로 설치된 광섬유는 나중에 간단히 엔드포인트 장비를 변경하여 100Gbps 이상을 지원할 수 있는 반면, 멀티모드에서는 완전한 케이블 교체가 필요합니다.

설치를 고려해보세요 12-24 가닥의 OS2 단일 모드 광섬유 현재 요구 사항이 적당하지 않더라도. 설치 인건비에 비해 케이블 증분 비용이 적고, 여분의 광섬유를 보유하면 손상을 방지하고 용량 확장이 용이합니다. 대도시 및 장거리 애플리케이션에서는 단일 모드가 유일하게 실행 가능한 옵션이며 특정 트랜시버 선택에 따라 10km, 40km 또는 100km 도달 범위를 결정합니다.