Pengetahuan

Seberapa jauh kabel serat optik dapat dijalankan? Setelah bertahun-tahun merencanakan dan menjalankan tautan fiber - dari-patch pusat data singkat yang berjalan ke-tulang punggung antar kota - jawaban jujur ​​saya adalah tidak ada angka tunggal, namun rentangnya dapat diprediksi setelah Anda tahu apa yang harus dicari. Lari bisa berupa multimode beberapa ratus meter di dalam gedung hingga lebih dari 10.000 km mode tunggal-yang diperkuat di bawah laut. Batasannya adalah jenis serat, panjang gelombang, daya transceiver atau amplifier, dan seberapa bersih konektor dan sambungan Anda. Di bawah ini saya mengelompokkan{10}}jarak maksimum kabel serat optik di dunia nyata berdasarkan jenisnya, menunjukkan cara menghitung jangkauan tautan, dan menjelaskan cara para insinyur memperluas serat optik ke seluruh kota, benua, dan lautan.

Dari Beberapa Ratus Meter hingga Lebih dari 10.000 Kilometer

Jika Anda hanya membutuhkan angka headline saja, berikut sekilas jarak kabel fiber optik berdasarkan jenisnya. Jangkauannya melonjak dalam langkah yang jelas tergantung pada serat dan peralatan di setiap ujungnya.

Apa yang Menentukan Seberapa Jauh Fiber Dapat Berjalan?

Cahaya tidak merambat melalui kaca secara gratis. Dua efek fisik menentukan batas jarak. Yang pertama adalahredaman- sinyal melemah saat bergerak, disebabkan oleh penyerapan cahaya, hamburan, dan kehilangan pembengkokan, dan diukur dalam desibel per kilometer (dB/km). Yang kedua adalahpenyebaran- pulsa cahaya menyebar melintasi jarak, yang pada akhirnya membatasi kecepatan data, bukan jangkauan mentah.

Untuk fiber mode tunggal-standar,Rekomendasi ITU-T G.652membatasi redaman pada 0,4 dB/km pada 1310 nm dan 0,35 dB/km pada 1550 nm, dan serat G.652.D modern biasanya bekerja lebih baik di lapangan. Karena kerugian bergantung pada panjang gelombang-, cukup berpindah dari jendela 1310 nm ke jendela 1550 nm dapat memberi Anda jangkauan yang jauh lebih luas pada serat yang sama.

Selain fisika, empat faktor praktis menentukan bilangan sebenarnya:

• Jenis dan kelas serat- multimode versus mode-tunggal, dan nilai kelas OM atau G-tertentu.
• Panjang gelombang- 1310 nm versus jendela-kerugian lebih rendah 1550 nm.
• Daya transceiver atau amplifier- daya peluncuran dan sensitivitas penerima menentukan anggaran optik.
• Kualitas konektor dan sambungan- setiap pasangan yang berpasangan dan sambungan fusi menambah kerugian yang memakan jangkauan Anda.

Jika Anda masih memilih antara jenis serat, ikhtisar kami tentangserat-mode tunggal vs serat multimodemenguraikan pengorbanan{0}}secara lebih rinci.

Jarak Maksimum Serat Multimode (OM1 hingga OM5)

Serat multimode digunakan di dalam gedung, pusat data, dan LAN. Inti yang lebih besar mudah dan murah untuk disambungkan, tetapi mengalami dispersi modal, yaitu dinding yang membatasi jarak maksimum serat multimode pada kecepatan lebih tinggi. Jarak standar di bawah ini ditentukan olehStandar Ethernet IEEE 802.3untuk 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-SR).

Pada 1 Gigabit Ethernet, multimode menjangkau lebih jauh - hingga sekitar 550 m pada OM3 - namun polanya jelas: semakin tinggi kecepatan data, semakin pendek multimode berjalan. Sebagai aturan praktis, jika tautan Anda berada di bawah sekitar 300 m saat ini dan akan tetap pendek, multimode adalah pilihan-yang hemat biaya. Jika durasinya lebih lama, atau Anda ingin mengupgrade ke 25G, 40G, 100G, atau lebih, mode{11}}tunggal adalah pilihan{12}}jangka panjang yang lebih baik. Anda dapat meninjau nilai dan konstruksi di kamiserat multimodehalaman.

Jarak Maksimum Serat-Mode Tunggal (LR, ER, ZR)

Serat-mode tunggal, dengan inti kecil dan jalur cahaya yang stabil, menjadi pertanyaan yang menarik tentang seberapa jauh-fiber mode tunggal dapat berjalan. Hanya dengan transceiver - tanpa amplifier - optik standar memberi Anda jarak yang bersih dan dapat diulang.

Lompatan dari 10 km ke 80 km tidaklah gratis. Optik-jangkauan yang lebih panjang menggunakan daya peluncuran yang lebih tinggi, penerima yang lebih sensitif, dan jendela 1550 nm, dan setelah sekitar 40 km Anda mulai merancang seputar dispersi kromatik. Detail praktis yang menarik perhatian orang: pada tautan pendek, modul kelas ZR-dapat membebani receiver secara berlebihan, jadi Anda mungkin memerlukan attenuator inline untuk mengembalikan daya yang diterima ke jangkauannya. Untuk sisi optik tautan, lihat rangkaian produk kamimodul transceiver optik, dan untuk serat itu sendiri, milik kitaserat-mode tunggalnilai.

Jarak-Serat Jarak Jauh Dengan Amplifier (EDFA dan DWDM)

Setelah tautan melampaui kemampuan yang dapat didorong oleh transceiver pada - pikirkan rute lintas-kota, lintas-negara, atau lintas-samudra - kami berhenti mengandalkan optik dan mulai merekayasa jalur tersebut. Erbium-penguat serat yang didoping Erbium (EDFA) meningkatkan cahaya secara langsung, tanpa mengubahnya kembali menjadi sinyal listrik. Dalam desain terestrial pada umumnya, lokasi amplifier ditempatkan kira-kira setiap 80 hingga 120 km, namun jarak tersebut merupakan hasil desain, bukan standar tetap: hal ini bergantung pada kehilangan rentang, redaman serat, OSNR, format modulasi, dan koreksi kesalahan maju.

Lapisanmultiplexing pembagian panjang gelombang padat (DWDM)di atas, dan sepasang serat optik membawa lusinan saluran dengan panjang gelombang independen, yang masing-masing memiliki jalur berkecepatan tinggi-yang melintasi ratusan hingga ribuan kilometer. Kombinasi serat-dengan kerugian rendah, amplifikasi, dan DWDM inilah yang memungkinkan adanya tulang punggung-jarak jauh dan ultra-jarak-yang modern.

Jarak Kabel Fiber Bawah Laut

Kabel bawah laut adalah ujung terjauh dari jarak serat. Sistem bawah laut berulang berjalan sejauh ribuan kilometer, dengan rentang terpanjang lebih dari 10.000 km, menggunakan repeater optik terendam yang ditenagai melalui kabel itu sendiri. MenurutTeleGeografi, sistem ini membawa lebih dari 99% lalu lintas data antarbenua melalui jaringan kabel global sepanjang lebih dari satu juta kilometer. Jika Anda bekerja pada ujung spektrum ini, kamikabel serat optik bawah airdirancang untuk kondisi seperti ini.

Jarak Kabel Fiber vs Tembaga

Ethernet Tembaga seperti Cat6 atau Cat6A mencapai puncaknya pada 100 m. Angka tunggal itulah yang menjadi alasan mengapa fiber menang dalam hal jarak waktu: bahkan multimode dasar berjalan beberapa kali lebih jauh, dan mode-tunggal berjalan ribuan kali lebih jauh. Di luar jangkauan mentah, fiber menghilangkan rantai saklar perantara dan repeater yang dibutuhkan tembaga, yang biasanya berarti jaringan yang lebih sederhana, lebih stabil, dan-lebih rendah pemeliharaannya.

Cara Menghitung Jarak Fiber Link (Anggaran Daya Optik)

Dalam praktiknya Anda tidak dapat menebak jarak - yang Anda gunakan dalam anggaran daya optik. Tautan berfungsi ketika anggaran optik yang tersedia lebih besar dari atau sama dengan total kerugian di sepanjang jalur:

Anggaran optik yang tersedia Lebih besar dari atau sama dengan kehilangan serat + kehilangan konektor + kehilangan sambungan + margin keamanan

Berikut adalah contoh sederhana yang berfungsi untuk link kampus mode tunggal-sepanjang 8 km menggunakan optik 10GBASE-LR:

• Anggaran optik (optik LR): sekitar 6 dB anggaran yang dapat digunakan.
• Kehilangan serat: 8 km × 0,35 dB/km ≈ 2,8 dB.
• Konektor: 2 pasang berpasangan × 0,5 dB=1.0 dB.
• Sambungan: 2 × 0,1 dB=0.2 dB.
• Margin yang disarankan: sekitar 1,0 dB.
• Total yang diperlukan: sekitar 5,0 dB, yang berada dalam anggaran 6 dB, sehingga sambungan melewati ruang kepala.

Jika jumlah totalnya melampaui anggaran Anda, Anda memiliki opsi yang jelas: tingkatkan ke-daya optik yang lebih tinggi, beralih ke panjang gelombang-yang lebih rendah, hilangkan rugi-rugi pasif, atau tambahkan amplifier.

Cara Memperpanjang Jarak Kabel Fiber Optik

Untuk mendorong tautan yang ada lebih jauh, berikut adalah langkah-langkah yang kira-kira sesuai urutan yang akan saya coba:

• Bersihkan dan periksa permukaan ujungnya.Konektor yang kotor adalah kerugian paling umum yang dapat dihindari; pembersihan saja dapat memulihkan 1 hingga 3 dB, yang berarti beberapa kilometer tambahan.
• Pindah ke-transceiver yang jangkauannya lebih jauh,misalnya LR ke ER ke ZR, untuk daya peluncuran dan sensitivitas penerima yang lebih besar.
• Pergeseran panjang gelombangdari 1310 nm ke jendela-kerugian lebih rendah 1550 nm pada serat standar.
• Mengurangi kerugian pasifdengan menggunakan konektor yang lebih sedikit, sambungan yang lebih baik, dan radius tekukan yang tepat.
• Tambahkan EDFA atau pindah ke DWDMuntuk rentang yang melampaui jangkauan optik mana pun.
• Gunakan tingkat serat yang berbeda,seperti G.654.E yang sangat-rendah-rugi, untuk bentang yang sangat panjang.

• 

Kesalahan Umum di Lapangan yang Memperpendek Lari Anda

Sebelum menugaskan tautan apa pun, saya memeriksa hal-hal yang diam-diam menghabiskan anggaran jarak:

• Sambungan yang buruk dan kehilangan sambungan yang tinggi- beberapa sambungan fusi yang buruk dapat menghabiskan lebih dari satu kilometer serat.
• Muka ujung kotor atau tergores- biasanya tidak terlihat oleh mata tetapi terlihat jelas pada lingkup inspeksi.
• Tikungan ketat di bawah radius tikungan minimum- khususnya mahal pada 1550 nm.
• Serat-kelasnya salah- menjalankan 10G melalui OM1 atau OM2 ketika tautan benar-benar memerlukan mode OM3, OM4, atau-tunggal.
• Melewatkan verifikasi- setiap tautan harus dibuktikan dengan jejak OTDR dan uji-kerugian penyisipan sebelum ditayangkan.

Poin terakhir itu yang paling penting. Memverifikasi denganpengujian kabel serat optikmenggunakan OTDR dan meteran listrik adalah satu-satunya cara untuk mengonfirmasi margin jarak sebenarnya daripada mempercayai lembar spesifikasi.

Poin Penting

Jarak serat tidak dibatasi oleh kaca - namun dibatasi oleh desain sistem dan anggaran optik Anda. Multimode mencakup gedung,-mode tunggal mencakup kampus dan kota, DWDM yang diperkuat mencakup seluruh negara, dan sistem bawah laut berulang mencakup planet ini. Pilih serat dan optik yang sesuai dengan pengoperasiannya, lakukan anggaran daya, dan verifikasi tautan sebelum Anda mengoperasikannya, dan serat akan menjangkau ke mana pun jaringan Anda perlu pergi.