[转帖]为什么在企业网中选择多模光纤而非单模光纤？

wy9328

介绍
光纤网络以其固有的高可靠性、安全性及高带宽特性成为在企业网领域中解决目前与未来高带宽需求的最终解决方案。

目前影响企业网或者局域网（LAN）设计的主要因素是所有组件的总体成本，包括：光纤布线、硬件、收发器和交换设备等。尽管多模光纤无法达到单模光纤的传输距离，但与它配合使用的收发器与连接器件的成本却较单模情况低很多。所以当我们比较单、多模光纤方案的性价比时，很明显多模光纤的方案是针对企业网最灵活最具性价比的解决方案。

多模光纤的几何特性简化了熔接与连接

单、多模光纤的几何尺寸特性与光纤芯结构差异非常大，这导致它们的光学特性的差异也十分显著，从而有各自不同的网络应用。

图1描述了单多模光纤的几何尺寸，多模光纤的纤芯面积是单模的30倍。多模光纤的大芯径明显的优点是可以保证较低的连接损耗，使光纤对光纤或者光纤对收发器连接时的损耗较低，非常适合企业网与局域网的应用情况。




图1：单多模光纤芯几何尺寸对比

多模光纤方案允许使用低成本高性能的收发器

图2表明，在网络总体成本中光收发器是除交换设备以外最昂贵的部分。交换设备是与光纤类型无关的部分，因此收发器成本成为影响方案总体成本的主要因素。


图2：网络组件相对成本 。收发器是与光纤类型相关组件成本结构中最昂贵的部分 .

企业网中使用的光收发器有多种类型，从低成本的LED，为多模光纤应用优化的850nm的垂直腔表面发射激光器（VCSELs），到1300nm的Fabry-Perot (FP)及原本为单模光纤应用设计的分布式反馈激光器等（DFB）。不是所有的收发器都可以支持所有类型的光纤，因此光纤－收发器组合对组网成本与网络性能有很大的影响，具体可参见表1。

表1：光收发器特性

DFB与FP激光器比LED与VCSEL要相对贵很多，但是它们可以提供较高的注入功率及高汇聚度的光束，允许将高功率的光束高效地耦合到细小的单模光纤芯。LED与VCSEL则为短距离应用提供相对便宜的解决方案。其中VCSEL拥有较大的有效区域(~15 µm)可以将束光有效地耦合到多模光纤较大的纤芯中去。而LED则只能提供较低的能量，但因其数值孔径很大，光斑直径也很大，可以覆盖住多模光纤的整个端面，因此也比较适合多模光纤应用。因此，为了得益于VCSEL与LED的低成本，必须配合使用多模光纤，才能获得最佳的光耦合效率。而近年来LED因其自身的带宽限制在企业网中的应用不断降低，而更高性能的850nm的VCSEL激光器已经成为企业网应用的主流收发器选择

10 Gb以太网的相对系统成本

图3显示了使用850nm VCSEL与多模光纤方案的成本比使用1300nm激光器与单模或者多模光纤中的任何一种配合的方案成本低很多。

· 使用OM3多模光纤方案包括可以支持万兆 传输300米激光器优化多模光纤(比如康宁InfiniCor® SX+光纤) 与10GBASE-SR 850 nm VCSEL激光器。

·  OM3+的方案提供激光器优化多模光纤(比如康宁InfiniCor® eSX+光纤)比OM3标准更高的性能，在10GBASE-SR 850 nm VCSELs激光器的情况下可以支持万兆传输550米的距离。

· 单模光纤的方案使用单模光纤连接器硬件与跳线，配合10GBASE-LR 1310 nm FP激光收发器。

图3：不同方案成本对比：使用850nm VCSEL配合多模光纤对比使用1310nm激光器配合多模或者单模光纤；两种方案都包括24芯光缆300米链路，24路互连设备，跳线与IEEE 802.3ae收发器

尽管因生产成本不同导致多模光纤价格比单模光纤贵很多，图3清楚地表明由于收发器成本主导整个系统成本，较便宜的850nm VCSEL配合多模光纤的方案可以降低企业网组网成本。多模光纤方案的成本优势还在于在选择正确的光纤类型与收发器类型后可以满足目前与未来一段时间内不断增长的数据传输需求。较老同时也较便宜的普通多模光纤(OM1或者OM2)支持万兆传输的情况有以下几种：在850nm窗口只能传输非常短距离；在1300nm窗口配合昂贵的1300nm DFB；配合附加的电子设备(10GBASE-LX4或10GBASE-LRM)传输。而激光器优化的OM3多模光纤，比如康宁公司的InfiniCor® SX+系列光纤可以支持万兆传输最大到550米以上。此外，在正在酝酿的100Gb/s以太网传输标准中OM3光纤是唯一被选中的光纤传输方案，即届时OM1或者OM2光纤将无法提供性价比良好的解决方案。多模光纤方案的低成本还体现在因其较大的芯径与其配合的接头、熔接等等要求也相应较低，从而使方案总体成本进一步降低。

低的收发器与连接成本还使多模光纤方案日后的升级维护成本比单模光纤方案低，这在网络整个生命周期中将其运行维护成本的巨大优势也显现出来。

多模光纤具有非常宽的传输速率范围：从10 Mb/s到10 Gb/s甚至更高

网络重复布线的成本是极端昂贵的，应该尽量避免以降低运行成本。尽管万兆10 Gb/s系统已经商用，今天仍有许多用户在部署仅支持10 Mb/s与100 Mb/s的系统而又要求日后能方便便宜地升级到10Gb/s带宽。为了避免重复布线的成本，在部署新的系统时必须考虑未来一段时间的系统带宽冗余度。

单模光纤传输所需的标准1310nm FP和DFB激光收发器因其固有的特性只能支持最低1000Mb/s的传输速率，而与此相反，适合多模光纤传输的850nm VCSEL收发器可以支持从10 Mb/s到10 Gb/s的传输速率范围。因此多模光纤与850nm VCSEL的方案可以提供最低的成本与最大的系统升级灵活性。OM3多模光纤不仅支持10Gb/s，一旦2009年前后新的100GbE标准颁布它还具备支持更高带宽的能力（通过多模光纤与收发器的阵列形式）。

总结

在对价格非常敏感的企业网应用领域，通过配合低成本高性能、高系统带宽范围（10 Mb/s到10 Gb/s）的VCSEL或LED，多模光纤特别是OM3多模光纤方案将为您提供最低的初期投入成本与运营周期成本。

多模光纤拥有30年的性能可靠度保证，已经被企业网与局域网业界广泛接受与支持的标准化产品。


作者：李众 – 康宁(上海)光纤有限公司市场开发经理

[ 本帖最后由 wy9328 于 2009-5-6 14:07 编辑 ]