在网络基础设施领域,有三种技术不分高下:铜缆、单模光纤和多模光纤。在这场旷日持久的“战争”中,可能永远不会有一个明确的赢家,究其原因,三种技术各有优势,这些技术彼此之间有益互补,虽然一些供应厂商可能总是在给客户灌输其中某种产品最好的观点以推广他们最获利的技术,但绝大多数网络设施决策者都很清楚只有三者结合才是最明智的。
光纤最早是什么时候提出的?是斯涅尔定律制定,由此提出折射率概念的时候吗?还是贝尔发明电话机的时候?虽然这些概念帮助推动了光纤的发展,但许多人都认为 1966 年高锟博士向电气工程师协会提交的关键研究才是光纤发展的决定性时刻,高锟博士因此当之无愧地获得了诺贝尔奖。
有光缆的基本设计都是由至少两种不同的光学材料组成。单模和多模两种类型的光纤都是光波导引。光信号被包层包含在“玻璃”纤芯内,包层大多为相同的晶体结构,但掺杂方式不同(例如硼、锗的比例可变)。
✦纤芯: 光纤的中心光纤层,光在这里传输。
✦包层: 外面的光学层把光限制在纤芯中,并引导它传输。
✦缓冲涂层: 硬塑料涂层,可保护玻璃免受潮湿或物理损坏。
光纤依据全内反射原理:在光纤芯内传播的光在到达包层和纤芯之间的边界时,会被反射回纤芯内。光信号在光纤芯层内传播,但传播方式因光纤类型不同而不同。
光纤类型名称不言而喻;传播路径是单路径(单模光纤)或多路径(多模光纤)。单模光纤实际传输 8 到 10 种模式,与多模光纤能传输 1,300 种模式相比,从数量级上看,这也算是“单模”。
光的传播模式取决于:
几何形状
光纤的折射率分布
光的波长
几何因素很大程度上取决于纤芯的大小:所有类型的纤维都有 125 微米的外径(包层尺寸)。它们在纤芯的尺寸和结构上有所不同。62.5 的大直径纤芯及其较大的数值孔径(NA) 使其成为基于 LED 系统的最佳选择,因为它能从典型 LED 的较大发射模式中收集更多的光。50 微米尺寸的 LED 效率较低,但 VCSEL(激光二极管)较窄的发射宽幅同样可以完美耦合到 50 和 62.5 微米。50 微米的集光能力较低,意味着它承载的模式较少,因此,整体带宽比 62.5 高。这一点在单模光纤上被发挥到了极致。
✦如果您需要较长的传输距离,则会选择单模系统。
✦如果您不需要支持长距离链路,比如说不需要任何长于550米的链路,并希望限制系统总成本(包括有源设备),则可以选择多模光纤;
✦多模光纤支持高数据速率应用(速度与单模相同,但距离较短);
✦多模光纤系统比单模更容易维护和保持清洁。连接器接口处的污染(例如灰尘)是任何光纤系统运营商都头疼的问题,但多模光纤系统的连接器接口与单模系统相比对灰尘敏感度较低。另一方面,铜缆接口通常也不容易受到此类污染干扰。
根据预期的应用范围,支持的距离最远可达 440 米(康普的解决方案可以达到 550 米,详情点击“阅读原文”阅读 <OM 技术比较>部分)。
与单模光纤相比,多模光纤有更大的纤芯直径和更高的定位公差,所以本身更容易进行维护以及保持连接器接口清洁。
链路成本包括综合布线组件和收发器。最佳选择是多模光纤和多模收发器相结合,有可能提供一个有吸引力的低成本选择。当距离超过多模光纤的能力时,单模光纤就会取代多模光纤。
OM3 通常被认为是目前最基本的选择。随着新的更高速应用的出现,OM3 的局限性开始显现 —— 可能会迫使缩短传输距离,导致无法支持数据中心需要的规模。对许多人来说,这不是合适的长期选项。
OM4是当今的常用标准。它提供了比 OM3 更高的带宽(容量),因此 OM4 是新应用的典型推荐选项。