PRIDAŤ OTÁZKU NA LEGRANDFORUM.sk

Meno *
E-mail *
Telefón *
Informácia o telefónnom čísle nebude zverejnená,
slúži iba na interné účely pre potrebu ďalšej konzultácie.
Zaradenie *
Nadpis *
Otázka *
 
  polia označené * sú povinné

Maximálne vložné útlmy (insertion loss) pre optické protokoly

 

VZDIALENOSŤ NIE JE JEDINÝM OBMEDZENÍM

 

V predchádzajúcom technickom článku (čítaj tu: http://www.legrand.sk/blog/maximalne-prenosove-vzdialenosti-pre-metalicke-a-opticke-prepoje-lan) sme hovorili o najčastejšie používaných protokoloch pre štruktúrovanú kabeláž a maximálnych prenosových vzdialenostiach. Skoro všetky súčasné protokoly pre metalickú kabeláž využívajú dĺžku 100m, ktorá bola pred mnohými rokmi definovaná ako limit pre horizontálnu kabeláž. Naopak protokoly pre optickú kabeláž využívajú rôzne vzdialenosti od 30m po 40km, nakoľko sú navrhované pre chrbticové siete, ktoré sú budované pre rôznorodé potreby. To znamená, že pri návrhu chrbticovej siete LAN, je dôležité dopredu zvoliť podporovaný protokol. Prvým kritériom je maximálna vzdialenosť. Druhým, nemenej dôležitým je útlm (Insertion Loss).

 

VÝPOČET VLOŽNÉHO ÚTLMU

 

Vo fáze návrhu LAN siete sa vypočíta kapacita siete potrebná na splnenie požadovaného protokolu.

Vzorec je naledovný:

 

Celkový útlm = útlm konektora + útlm spojky + útlm kábla

 

Tabuľka zobrazuje maximálne prípustné hodnoty* pre kľúčové komponenty:

Komponent

Vlnová dĺžka

Maximálny útlm

Konektor

Všetky

0,75 dB

Spojka

Všetky

0,3 dB

Multimode káble
(OM3, OM4)

850nm (base-S protokoly)

3,5 dB/km

1300nm (base-L protokoly)

1,5 dB/km

OS1 káble

1310 a 1550nm

1 dB/km

OS2 káble

1310 a 1550nm

0,4 dB/km

* V zmysle relevatných noriem

 

SINGLEMODE PROTOKOLY

 

Hlavným limitujúcim faktorom prenosu singlemode protokolov je útlm optického vlákna. Keďže pre OS1 bol definovaný útlm 1dB/km, a pre OS2 0,4dB/km, logicky z toho vyplýva, že OS2 môžeme využiť na viac než dvojnásobnú vzdialenosť.

 

Zároveň to však znamená, že s optickými vláknami a konektormi vyššej kvality, je možné preklenúť ešte vačšie vzdialenosti: Normy to ale negarantujú.

 

  Tabuľka 1: Maximálne vzdialenosti Singlemode protokolov.

Protokol

Typ vlákna

Maximálna vzdialenosť

Maximálny útlm kanála

2-vláknové protokoly. Môžu fungovať na kábloch s SC, LC alebo iným kompatibilným duplexným konektorom.

1000BASE-LX

OS1

2 km

4,56 dB

OS2

5 km

4,56 dB

10GBASE-LR

OS1

4200 m

6,20 dB

OS2

10 km

6,20 dB

10GBASE-ER

OS1

8900 m

10,9 dB

OS2

22 km

10,9 dB

40GBASE-LR4

OS1

4700 m

6,7 dB

OS2

10 km

6,7 dB

100GBASE-LR4

OS1

6300 m

8,3 dB

OS2

10 km

8,3 dB

 

MULTIMODE PROTOKOLY

 

Multimode protokoly sú limitované hlavne módovou disperziou vo vláknach (menšia pri OM4 vláknách, vačšia pri OM3 vláknach). Tým pádom použitie systému s menším útlmom neumožní prenos na väčšiu vzdialenosť.

 

Pri návrhu systémov postavanených na týchto protokolov si musíme dávať veľký pozor, keďže využitie komponentov, ktoré majú parametre v zmysle noriem nemusí byť pre správnu funkčnosť vždy postačujúce!

 

  Tabuľka 2: Maximálne vzdialenosti Multimode protokolov

Protokol

Typ vlákna

Maximálna vzdialenosť

Maximálny útlm kanála

2-vláknové protokoly. Môžu fungovať na kábloch s SC, LC alebo iným kompatibilným duplexným konektorom.

1000BASE-SX

OM3 / OM4

550 m

2,6dB

1000BASE-LX

OM3 / OM4

550 m

2.35dB

10GBASE-SR

OM3

300 m

2,6dB

OM4

400 m

2,6dB

8-vláknové protokoly. Vyžadujú MPO konektor s 12-vláknovým optickým káblom

40GBASE-SR4

OM3

100 m

1,9 dB

OM4

150 m

1,5 dB

100GBASE-SR4

OM3

70 m (plán)

1,8 dB

OM4

100 m (plán)

1,9 dB

20-vláknové protokoly. Vyžadujú dva MPO konektory s 12-vláknovým optickým káblom

100GBASE-SR10

OM3

100 m

1,9 dB

OM4

150 m

1,5 dB

 


Príkladová štúdia:

 

Zákazník sa rozhodne inštalovať FTTD (Fiber-To-The-Desk, optické vlákno privedené až k pracovnému stolu) s OM3 optickým vláknom. Horizontálna dĺžka je 90m.
Namiesto klasického pripojenia užívateľa na switch v podlažnom rozvádzači (FD) bude pripojený priamo na vertikálnu chrbticovú sieť. Aktívne zariadenia sú umiestnené iba v hlavnom domovom rozvádzači (BD). Ich počet je tým pádom zredukovaný iba na 1 hlavný switch pre celú budovu namiesto switchov umiestnených na každom podlaží.

 

Schéma 1: Patchovaný kanál pre centralizovanú optickú kabeláž v zhode s  ISO 11801.


Ďalšie podmienky:

  • Horizontálny kábel 90 m
  • Vertikálny chrbticový kábel 200 m
  • Tri optické patch káble, celkovo 10 m
  • V prenosovom kanáli sú použité má 4 duplexné optické spojky (body v aktívnych zariadeniach sa nepočítajú) a žiadne pasívne spoje.
  • Cieľ je využívanie 10Gbase-SR na vlnovej dĺžke 850 nm.
Pomocou spomenutého vzorca vypočítame:

Celkový útlm = útlm konektora + útlm spojky/zvaru + útlm kábla
Celkový útlm = (0,75 x 4) + (0 x 0,3) + (0,3 x 3,5) = 4,05 dB

Na prvý pohľad je zrejmé, že maximálny útlm v zmysle normy 2,6 dB je ďaleko prekročený – a to pri dodržaní maximálnej vzdialenosti 300m a použití komponentov, ktorých parametre vyhovujú normám!
Netreba však prepadať panike. Väčšina značkových výrobcov dodáva komponenty, ktoré prevyšujú minimálne požiadavky uvedené v normách. Útlm nižší ako 3 dB/km pri 850nm pre káble alebo ako 0,4 dB pre konektory nie je raritou. Pri použití takýchto komponentov vypočítame nasledujúciu hodnotu:

Celkový útlm = (0,4 x 4) + (0 x 0,3) + (0,3 x 3) = 2,5 dB

Z toho vyplýva, že môžeme garantovať funkčnosť prenosového protokolu, ak využijeme komponenty od značkových výrobcov, ktorí zväčša prekračujú minimálne požiadavky noriem. Garancie samozrejme poskytuje daný výrobca.

 


Záver:

 

Optické protokoly sú limitované vzdialenosťou a útlmom. Normy definujú minimálne iba požiadavky pre komponenty, pričom garantovaný prenos určitých protokolov je možné zabezpečiť iba s použitím značkových komponentov, ktoré prekračujú minimálne hodnoty z noriem. Pri návrhu je nutné vždy počítať hodnotu útlmu systému, a na jej základe vybrať správne komponenty.



 

Gautier Humbert, RCDD

Business Development
Manager,
Structured Cabling Solutions
East and Central Europe