단일 모드와 다중 모드 광섬유 비교: 핵심 차이점, 거리, 비용 및 선택 방법

두 건물 사이에 1,800미터 백본을 계획하는 캠퍼스 엔지니어와 50미터 서버-스위치 링크를 추가하는 데이터 센터 관리자는 동일한 광섬유 유형을 주문하더라도 두 애플리케이션 모두에 적합하지 않을 수 있습니다. 이것이 단일 모드 대 다중 모드 질문의 이면에 있는 현실입니다. 어느 유형도 보편적으로 더 나은 것은 아니며 정답은 거리, 속도 로드맵 및 총 지출에 따라 달라집니다. 짧은 결론은 다중 모드 광섬유가 건물 내부의 짧은 고대역폭 링크에 여전히 적합한 반면 단일 모드 광섬유는 장거리 실외 경로 및 수십 년 동안 유지될 것으로 예상되는 모든 케이블 플랜트에 더 강력한 선택이라는 것입니다.

이 기사에서는 코어 설계, 거리 및 대역폭 제한, 조달 비용 및 실제 설치 점검에 관해 두 광섬유 제품군을 비교하므로 다음 주문 시 올바른 케이블을 지정할 수 있습니다.

단일 모드 및 다중 모드 광섬유를 정의하는 요소

근본적인 차이점은 코어 직경입니다. 단일 모드 광섬유는 9/125μm 코어 및 클래딩 구조를 사용하므로 하나의 광선 경로 또는 모드만 이동할 수 있을 정도로 좁습니다. 다중 모드 광섬유는 OM2부터 OM5까지의 경우 50/125μm, OM1의 경우 62.5/125μm인 더 큰 코어를 사용하므로 많은 모드가 동시에 전파될 수 있습니다. 트랜시버는 이 설계와 일치합니다. 단일 모드 링크는 집중된 레이저 소스를 사용하는 반면, 다중 모드 링크는 일반적으로 더 넓은 출력이 더 큰 코어에 적합한 VCSEL을 사용합니다.

실질적인 결과는 모달 분산입니다. 다중 모드 광섬유에서는 서로 다른 모드가 약간 다른 시간에 수신기에 도착하므로 각 펄스가 이동하면서 퍼집니다. 링크가 길어질수록 기호가 더 많이 겹치고 거리에 따른 대역폭이 제한됩니다. 단일 모드 광섬유는 기본 모드만 전달하므로 모드 간 분산이 없습니다. 그 거리는 코어 차원보다는 감쇠 및 접속 손실에 의해 제한됩니다.

거리와 대역폭: 서로 다른 지점

표준 속도에서의 도달 거리를 비교해 보면 그 차이가 분명해집니다. 단일 모드의 10Gbps 링크는 10km 이상까지 확장할 수 있는 반면, OM3 멀티모드는 300m, OM4는 550m에서 중지됩니다. 100Gbps에서는 다중 모드 도달 범위가 100~150미터로 떨어지는 반면, 단일 모드는 케이블 유형을 변경하지 않고도 지하철 및 장거리 경로를 계속 처리합니다.

10Gbps 및 40/100Gbps에서 공통 멀티모드(OM) 및 단일 모드(OS) 파이버 클래스에 대한 실질적인 도달 범위.
섬유 종류	코어/클래딩	10Gbps 도달	40/100Gbps 도달 범위	일반적인 사용
OS1 / OS2	9/125 µm	10km 이상(광학에 따라 다름)	10km 이상(광학에 따라 다름)	야외 캠퍼스, 지하철, 장거리 플랜트
OM1	62.5/125μm	33m	지원되지 않음	기존 건물 라이저 및 LAN
OM2	50/125μm	82m	지원되지 않음	레거시 LAN 백본
OM3	50/125μm	300m	40/100Gbps에서 100m	데이터 센터 및 구내 링크
OM4	50/125μm	550m	40/100Gbps에서 150m	고속 데이터 센터 링크
OM5	50/125μm	550m	100Gbps에서 150m(SWDM4)	단파 다중화를 사용하는 데이터 센터

이러한 제한은 데이터시트뿐만 아니라 엔지니어링 결정도 변경합니다. 백본 링크가 현재 250미터로 계획되어 있지만 나중에 400미터로 확장될 수 있다고 가정해 보겠습니다. 오늘 뽑힌 다중 모드 케이블을 교체해야 합니다. 그렇기 때문에 케이블 드럼을 주문하기 전에 거리에 대한 질문에 답해야 합니다. 광섬유 거리 제한 실제 실외 경로에서 감쇠 및 링크 버짓이 어떻게 작동하는지 설명합니다.

비용 비교: 케이블 가격은 일부일 뿐입니다.

많은 구매자는 단일 모드 케이블이 더 비싸다고 생각합니다. 실제로 표준 단일 모드 광섬유는 전 세계적으로 더 큰 규모로 제조되기 때문에 유사한 다중 모드 케이블과 동일하거나 약간 낮은 수준으로 가격이 책정되는 경우가 많습니다. 더 큰 차이점은 전자 장치에 있는데, 다중 모드 VCSEL 트랜시버는 전통적으로 단일 모드 레이저 광학 장치보다 저렴했습니다. 특히 수십 개의 스위치 포트에서 이러한 절감 효과는 10Gbps에서 확인할 수 있습니다.

400Gbps에서는 비용 관계가 변화하고 있습니다. 단일 모드 광학 장치는 이제 다중 모드 광학 장치와 경쟁이 가능하며 일부 플랫폼에서는 더 적은 전력을 소비합니다. 동일한 광섬유에서 3~4세대의 속도 업그레이드가 예상되는 데이터 센터의 경우 단일 모드를 사용하면 매 주기마다 케이블을 다시 연결하는 비용을 피할 수 있습니다. 대부분의 예산에서 세 가지 항목이 비용 상황을 좌우합니다.

케이블이 아닌 트랜시버가 짧은 링크 비용을 발생시킵니다.
일치하지 않는 광섬유 및 광학 클래스로 인해 재작업 및 재료 낭비가 발생합니다.
테스트 및 문서화 비용은 두 유형 모두 동일하므로 잘못된 선택에 대한 대가는 두 번 발생합니다.

실제 배포에서 각 광케이블 유형이 속하는 위치

멀티모드는 건물 내부에 속합니다. 꽉 버퍼링된 케이블은 패치 패널에서 빠르게 종료되고 케이블 트레이와 랙에서 반복적인 굽힘을 견딜 수 있으므로 서버룸, LAN실 및 스토리지 네트워크에 자연스럽게 적합합니다. 안 실내 타이트 버퍼링 광섬유 케이블 OM3 또는 OM4에서는 짧은 고밀도 링크를 구축하는 일반적인 방법입니다.

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단일 모드는 건물 외부에 속합니다. 캠퍼스 백본, 지하 덕트, 공중 경간 및 직접 매립 구역은 온도 변화, 습기 및 기계적 응력에 직면합니다. 방수 및 보호 기능이 있는 느슨한 튜브 구조는 필요한 내구성을 제공하며 거의 모두 단일 모드 광섬유로 제작됩니다. 에이 GYTS 실외 레이어 연선 케이블 미래의 속도 업그레이드를 위한 헤드룸을 유지하면서 긴 스팬에 필요한 강도와 밀봉을 제공하는 전형적인 예입니다.

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구매 전 실제 점검 사항

가장 일반적인 조달 실수를 피하기 위해 주문하기 전에 간단한 체크리스트를 실행하십시오.

먼저 광학 유형을 확인하세요. 10GBASE-SR 모듈에는 다중 모드 파이버가 필요하고 10GBASE-LR에는 단일 모드가 필요합니다. 광 표준은 일반적으로 케이블 문제를 해결합니다.
색상 코드를 인식합니다. 노란색은 일반적으로 단일 모드를 나타냅니다. 주황색은 OM1 또는 OM2를 나타내고, 파란색은 OM3 또는 OM4를 나타내고, 연두색은 OM5를 나타냅니다.
하나의 링크에 두 가지 유형을 혼합할 계획을 세우지 마십시오. 단일 모드와 다중 모드 케이블을 직접 연결하면 모드 필드 불일치와 높은 손실이 발생합니다. 모드 조절 패치 코드 또는 미디어 변환기가 필요합니다.
여유를 두고 실제 거리와 비교하여 광섬유 등급을 확인합니다. 10Gbps의 300미터 OM3 설계는 정확히 한계에 도달하여 미래 속도를 위한 여유 공간이 없습니다.
설치된 링크가 승인 테스트를 통과할 수 있도록 광케이블 수와 드럼 길이뿐만 아니라 데이터시트에서 감쇠 및 대역폭 값을 요청하십시오.

이러한 각 검사는 링크의 최종 비용에 영향을 미칩니다. 재킷 유형, 강도, 화재 등급에 대한 자세한 내용이 필요한 경우 다음 가이드를 참조하세요. 귀하의 환경에 적합한 광케이블 선택 이러한 건설 결정을 한 곳에서 다룹니다.

선택을 위한 간단한 프레임워크

새 경로에 대한 광섬유를 지정할 때 다음 작업 순서를 사용하십시오.

모든 세그먼트 길이를 측정하고 경로 변경 및 접합을 위한 여유를 추가합니다.
올해 필요한 속도와 5년 후 예상되는 속도를 적어보세요.
케이블뿐만 아니라 트랜시버, 패치 패널 및 테스트를 포함한 총 계획 비용을 비교하십시오.
구간이 300미터를 초과하거나 경로가 실외인 경우 단일 모드를 선택하십시오.
전체 링크가 한 건물이나 데이터 센터 내에 있고 광학 비용이 결정 요인인 경우에만 다중 모드를 선택하십시오.

다중 모드 광섬유는 더 이상 사용되지 않습니다. 이는 여전히 더 낮은 비용으로 단거리 문제를 해결하며 건물 내부 링크에 대한 합리적인 선택으로 남을 것입니다. 그러나 단일 모드는 인프라의 거리 제한과 업그레이드 병목 현상을 제거합니다. 나중에 마이크로덕트 내부에서 경로가 확장될 수 있는 경우, GYFXTP 공기로 불어넣은 마이크로 케이블 별도의 굴착 없이 섬유 추가가 가능합니다. 대부분의 프로젝트에서 결정은 간단합니다. 거리가 짧고 예산 압박이 큰 경우에는 다중 모드를 선택하고, 그 밖의 경우에는 단일 모드를 선택하여 추가 마진을 장기 보험으로 취급합니다.