
Περπατήστε σε οποιαδήποτε τοποθεσία εγκατάστασης και τελικά θα ακούσετε το ίδιο παράπονο: η διαδρομή είναι πολύ κάτω από 100 μέτρα, το καλώδιο έχει βαθμολογηθεί για την ταχύτητα, οι θύρες διακόπτη είναι σωστές - και ωστόσο η αναφορά πιστοποίησης εμφανίζεται ως αποτυχία ή ο οπτικός σύνδεσμος πέφτει κάθε λίγα λεπτά υπό φόρτωση. Το φυλλάδιο του πωλητή έλεγε ότι αυτό πρέπει να λειτουργήσει. Γιατί λοιπόν δεν το έκανε;
Η ειλικρινής απάντηση είναι αυτήοπτικών ινών έναντι καλωδίου χαλκούείναι η λάθος ερώτηση για αρχή. Και τα δύο μέσα θα φέρουν σήμα. Αυτό που αποφασίζει εάν ένας συγκεκριμένος σύνδεσμος Ethernet λειτουργεί πραγματικά - σε 1G, 10G ή πέρα από - είναι ο φυσικός-προϋπολογισμός του επιπέδου: ένα σύνολο μετρήσιμων τιμών dB για εξασθένηση, διαφωνία, απώλεια επιστροφής και περιθώριο θορύβου. Εάν αυτοί οι αριθμοί δεν κλείσουν, καμία επιλογή καλωδίου ή πομποδέκτη δεν θα σώσει τη σύνδεση. Εάν κλείνουν με επαρκή χώρο για το κεφάλι, οποιοδήποτε μέσο μπορεί να αποδώσει άψογα.
Αυτός ο οδηγός είναι γραμμένος για μηχανικούς, εγκαταστάτες και ενοποιητές δικτύων που γνωρίζουν ήδη τι είναι τα Cat6A και OS2 και θέλουν να κατανοήσουν τι συμβαίνει στην πραγματικότητα μέσα στο καλώδιο, πώς να διαβάζουν μια αναφορά πιστοποίησης ή ένα φύλλο δεδομένων πομποδέκτη και γιατί δύο "πανομοιότυπες" συνδέσεις μπορεί να συμπεριφέρονται εντελώς διαφορετικά στο πεδίο.
Πώς ο χαλκός και η ίνα μεταφέρουν ένα σήμα στο φυσικό στρώμα
Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ του χαλκού και της ίνας δεν είναι "ηλεκτρικά έναντι οπτικών" - αυτό είναι το πλαίσιο του σχολικού βιβλίου και δεν σας βοηθά να διαστασιολογήσετε έναν σύνδεσμο. Η χρήσιμη διαφορά είναιπώς κάθε μέσο αποτυγχάνεικαθώς πιέζετε συχνότητα, απόσταση ή περιβαλλοντικό στρες.

Χαλκός: Ισορροπημένα διαφορικά ζεύγη υπό τάση συχνότητας
Ένα χάλκινο κανάλι Ethernet μεταδίδει κάθε σήμα ως διαφορά τάσης μεταξύ των δύο αγωγών ενός συνεστραμμένου ζεύγους. Το στρίψιμο δεν είναι καλλυντικό - είναι ολόκληρος ο λόγος που το μέσο λειτουργεί σε ταχύτητες gigabit. Κάθε συστροφή συνδέει τους δύο αγωγούς εξίσου με οποιαδήποτε εξωτερική πηγή θορύβου, επομένως οι κοινές παρεμβολές λειτουργίας-ακυρώνονται στον δέκτη. Όσο πιο αυστηρός και συνεπής είναι ο ρυθμός συστροφής, τόσο καλύτερη είναι η απόρριψη.
Η τιμή που πληρώνετε είναι ότι κάθε παράμετρος εξαρτάται-τη συχνότητα. Καθώς ανέβαιναν οι ρυθμοί Ethernet (το Cat5e έτρεξε στα 100 MHz, το Cat6 το διπλασίασε στα 250 MHz, το Cat6A ξανά στα 500 MHz), τρεις βλάβες επιδεινώθηκαν ταυτόχρονα: η απώλεια εισαγωγής αυξήθηκε, η σχεδόν{8}}διαλογική συνομιλία στο τέλος (NEXT) σύζευξε περισσότερους επιθετικούς συνδέσμους και επιθετικούς συνδέσμους περισσότερη ενέργεια πίσω στον πομπό. Η αρίθμηση κατηγορίας καλωδίων είναι ουσιαστικά μια βαθμολογία συχνότητας - οι υψηλότερες κατηγορίες έχουν σχεδιαστεί για να διατηρούν αυτές τις τρεις βλάβες υπό έλεγχο σε υψηλότερες ζώνες λειτουργίας.
Fiber: Ολική εσωτερική ανάκλαση χωρίς ηλεκτρικό θόρυβο
Ένας κλώνος ίνας περιορίζει έναν παλμό φωτός σε έναν γυάλινο πυρήνα περιβάλλοντάς τον με μια επένδυση ελαφρώς χαμηλότερου δείκτη διάθλασης. Το φως που χτυπά το όριο σε μια αρκετά ρηχή γωνία ανακλάται πίσω στον πυρήνα - συνολική εσωτερική ανάκλαση - και διαδίδει το μήκος της ίνας ως κατευθυνόμενο κύμα. Επειδή ο φορέας είναι μια ροή φωτονίων, όχι ένα ρεύμα ηλεκτρονίων, η ίνα δεν έχει πάτωμα ηλεκτρικού θορύβου, δεν έχει ευαισθησία EMI και δεν χρειάζεται διαφορική σηματοδότηση.
Τα όρια των φυτικών ινών είναι διαφορετικά στη φύση. Οι δύο κυρίαρχες σε επιχειρηματική κλίμακα είναιαπόσβεση(απώλεια οπτικής ισχύος ανά χιλιόμετρο, σε dB/km, κυρίως από τη σκέδαση Rayleigh και τις μικρές κορυφές απορρόφησης) καιδιασπορά(πόσο ένας οξύς παλμός εξαπλώνεται στο χρόνο καθώς διαδίδεται). Η διασπορά έρχεται σε δύο γεύσεις που έχουν σημασία στην πράξη: η τροπική διασπορά σε πολύτροπη ίνα, όπου διαφορετικές διαδρομές ακτίνων φτάνουν σε διαφορετικούς χρόνους και η χρωματική διασπορά σε ίνα μονής-τρόπου, όπου διαφορετικά μήκη κύματος στο φάσμα της πηγής ταξιδεύουν με ελαφρώς διαφορετικές ταχύτητες. Ο πυρήνας ίνας μονής-λειτουργίας 9 μm είναι αρκετά μικρός ώστε να υποστηρίζει μόνο έναν τρόπο διάδοσης, ο οποίος εξαλείφει εντελώς τη διασπορά των τρόπων λειτουργίας και είναι ο τεχνικός λόγος για τον οποίο η μονή-λειτουργία φτάνει πολύ πιο μακριά από την πολλαπλή λειτουργία με την ίδια ταχύτητα - βλ.OS1 έναντι OS2 ίνας μονής-λειτουργίαςγια τις πρακτικές διαφορές εντός της οικογένειας μονής-λειτουργίας καιΌρια απόστασης πολυτροπικών ινών OM1–OM5για το πώς το μέγεθος του πυρήνα και το εύρος ζώνης-απόσταση του προϊόντος μεταφράζονται σε πραγματική προσέγγιση.
Οι βλάβες που στην πραγματικότητα περιορίζουν κάθε καλώδιο
Το αντίγραφο μάρκετινγκ λέει ότι ο χαλκός είναι «ευάλωτος στο EMI» και οι ίνες είναι «ανοσοποιημένες». Αυτό είναι αλήθεια αλλά άχρηστο για τη μηχανική. Παρακάτω είναι οι συγκεκριμένες βλάβες που εμφανίζονται σε πραγματικές αναφορές δοκιμών, με τα εύρη dB που διακρίνουν έναν λειτουργικό σύνδεσμο από έναν οριακό.
Βλάβες στα κανάλια χαλκού
- Απώλεια εισαγωγής (IL):Η ισχύς του σήματος διαχέεται ως απώλεια θερμότητας και διηλεκτρισμού κατά μήκος του καναλιού. Ανά τοΠρότυπο IEEE 802.3 EthernetΤο μοντέλο καναλιού κατηγορίας EA για το Cat6A, η χειρότερη-απώλεια εισαγωγής καναλιού στα 500 MHz περιορίζεται κοντά στα 49 dB σε ένα κανάλι 100 m. Υπέρβαση και το SNR του δέκτη καταρρέει. Το υπερβολικό μήκος είναι η πιο κοινή αιτία αποτυχίας της IL. Οι κακοί τερματισμοί είναι το δεύτερο.
- Κοντά στο-End Crosstalk (NEXT) και PSNEXT:Ενέργεια από ένα ζεύγος εκπομπής που συνδέεται σε ένα γειτονικό ζεύγος στο ίδιο άκρο του καλωδίου. Το NEXT είναι ο μοναδικός πιο ευαίσθητος δείκτης ποιότητας τερματισμού -, αν ξεστρέψετε περισσότερα από 13 mm ζεύγους στην υποδοχή, θα το υποβαθμίσει ορατά. Το Power Sum NEXT (PSNEXT) συγκεντρώνει τις συνεισφορές και από τα τρία άλλα ζεύγη στο ζεύγος θύματος και αυτή είναι η τιμή που έχει σημασία για το 10GBASE-T επειδή το πρότυπο εκτελεί και τα τέσσερα ζεύγη ταυτόχρονα.
- Απώλεια επιστροφής (RL):Το τμήμα της μεταδιδόμενης ενέργειας ανακλάται πίσω στην πηγή από αναντιστοιχίες σύνθετης αντίστασης. Το TIA-568 καλύπτει το Cat6A RL περίπου 19 dB σε χαμηλές συχνότητες, με κλίση προς τα κάτω με συχνότητα. Διαβάστε περισσότερα για τη διάκριση μεταξύαπώλεια εισαγωγής έναντι απώλειας επιστροφήςεάν θέλετε να ερμηνεύσετε σωστά ένα ίχνος πιστοποίησης.
- Alien Crosstalk (PSANEXT, PSAACRF):Σύζευξη από ένα καλώδιο σε ένα γειτονικό καλώδιο στην ίδια δέσμη. Κάτω από 10G αυτό δεν μετριέται. για 10GBASE-T είναι μια υποχρεωτική δοκιμή πεδίου Cat6A και είναι η παράμετρος που οδήγησε στην εισαγωγή της κατηγορίας. Οι σφιχτές δέσμες σε ένα ζεστό δίσκο είναι όπου συγκεντρώνονται οι αστοχίες εξωγήινων συνομιλιών.
- ACR-F (πρώην ELFEXT):Η μακρινή συνομιλία{0}}εξομαλύνθηκε σε απώλεια εισαγωγής - ουσιαστικά μια αναλογία σήματος-προς-διασταυρούμενη συνομιλία στο μακρινό άκρο. Σημαντικό για 10GBASE-T, αλλά λιγότερο ευαίσθητο τερματισμού-από το NEXT.
Βλάβες καναλιών ινών
- Απόσβεση:Περίπου 0,35 dB/km για μονή-λειτουργία στα 1310 nm και 0,22 dB/km στα 1550 nm. 3,0–3,5 dB/km για πολύτροπο OM3/OM4 στα 850 nm. Γραμμικό με απόσταση, που κάνει τους προϋπολογισμούς οπτικών ινών εύκολο να υπολογιστούν. Για μια βαθύτερη ματιά στο πού προέρχεται η απώλεια, βλαπώλεια εισαγωγής σε δίκτυα οπτικών ινών.
- Απώλεια εισαγωγής σύνδεσης:Ένα καθαρό, σωστά ζευγαρωμένοΥποδοχή LCπροσθέτει περίπου 0,3–0,5 dB. Μια σύντηξη προσθέτει περίπου 0,1 dB. Οι μηχανικές συνδέσεις προσθέτουν 0,3–0,5 dB. Αυτοί οι αριθμοί στοιβάζονται γρήγορα - μια τοπολογία τεσσάρων-patch-του πίνακα μπορεί να κάψει 2 dB προϋπολογισμού προτού η ίδια η οπτική ίνα εξασθενήσει οτιδήποτε.
- Απώλεια Macrobend:Η κάμψη της ίνας κάτω από την ελάχιστη ακτίνα κάμψης επιτρέπει στο φως να διαφύγει από τον πυρήνα. Η συμβατική μονή-λειτουργία G.652.D χάνει περίπου 0,5–1 dB ανά στροφή σε ακτίνα 15 mm στα 1550 nm. Οι ίνες G.657 που δεν είναι ευαίσθητες στην κάμψη ωθούν αυτήν την ακτίνα σε 7,5 mm ή μικρότερη.
- Microbend και απώλεια στρες:Η πλευρική πίεση στο καλώδιο (υπερβολικά σφιγμένοι δεσμοί καλωδίων, αιχμηρά σημεία τσιμπήματος) δημιουργεί μικρές περιοδικές διαταραχές του πυρήνα που διασκορπίζουν το φως. Συχνά αόρατο στο μάτι και πολύ ορατό σε ένα ίχνος OTDR.
- Τέλος σύνδεσης-Μόλυνση προσώπου:Η συναίνεση του κλάδου είναι ότι τα μολυσμένα άκρα-πρόσωπα παραμένουν η κύρια αιτία προβλημάτων σύνδεσης οπτικών ινών. Ένα μεμονωμένο σωματίδιο στη ζώνη του πυρήνα μπορεί να αυξήσει την απώλεια εισαγωγής κατά 1 dB ή περισσότερο και να βλάψει το ζευγάρωμα φερμουάρ κατά την εισαγωγή. Τα κριτήρια επιθεώρησης επισημοποιούνται στοIEC 61300-3-35, που ταξινομεί τις τέσσερις ζώνες του άκρου-όψη - A πυρήνας, επένδυση B, κόλλα C, επαφή D - με προοδευτικά χαμηλότερες ανοχές προς την εξωτερική άκρη.
Παρατηρήστε τη συμμετρία: ο χειρότερος εχθρός του χαλκού στο επίπεδο πρόσβασης είναι η ποιότητα τερματισμού (η οποία εμφανίζεται ως αστοχίες NEXT και RL). Ο χειρότερος εχθρός της ίνας είναι η καθαρότητα του συνδετήρα (η οποία εμφανίζεται ως απώλεια εισαγωγής). Και οι δύο είναι αστοχίες κατασκευής, όχι μεσαίες αστοχίες.
Σύνδεση προϋπολογισμού
Η πιο σημαντική πρόταση σε αυτό το άρθρο:Ο σχεδιασμός συνδέσμων ινών διέπεται από προϋπολογισμό οπτικής ισχύος, ο σχεδιασμός χάλκινων συνδέσμων διέπεται από προϋπολογισμό ηλεκτρικών απωλειών. Η αριθμητική διαφέρει, αλλά η αρχή είναι πανομοιότυπη - το συνολικό προϋπολογισμένο dB πρέπει να υπερβαίνει το άθροισμα όλων των απωλειών με περιθώριο εργασίας που απομένει.
Πώς να υπολογίσετε έναν προϋπολογισμό οπτικής ισχύος
Ο προϋπολογισμός οπτικής ισχύος ενός ζεύγους πομποδέκτη είναι η χειρότερη-διαφορά μεταξύ της ελάχιστης ισχύος εξόδου του πομπού και της μέγιστης (λιγότερο ευαίσθητης) ευαισθησίας δέκτη:
Προϋπολογισμός οπτικής ισχύος (dB)=Ελάχιστη ισχύς Tx (dBm) − Ελάχιστη ευαισθησία Rx (dBm)
Για μια αντιπροσωπευτική μονάδα 10GBASE-LR SFP+, ο κατασκευαστής-που δημοσίευσε τις χειρότερες-τιμές περίπτωσης είναι κατά προσέγγιση:
- Ελάχιστη ισχύς Tx: −8,2 dBm
- Ελάχιστη ευαισθησία Rx: −14,4 dBm
- Προϋπολογισμός οπτικής ισχύος: (−8,2) − (−14,4)=6.2 dB
Για 10GBASE-SR πάνω από OM3, με Ελάχιστο Tx περίπου −7,3 dBm και ευαισθησία Rx περίπου −11,1 dBm, ο προϋπολογισμός είναι περίπου 3,8 dB. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ίδια ταχύτητα 10G φτάνει τα 10 χλμ σε μία-λειτουργία και μόνο τα 300 μέτρα στην ΟΜ3 - ο προϋπολογισμός είναι περισσότερο από 60% μικρότερος και η εξασθένηση πολλαπλών λειτουργιών ανά χιλιόμετρο είναι περίπου δέκα φορές μεγαλύτερη. Για μια πληρέστερη-πλάγια-επιλογή πομποδέκτη, βλμονής-λειτουργίας SFP έναντι πολλαπλών λειτουργιών SFPκαιSFP εναντίον SFP+.

Παράδειγμα εργασίας: Θα κλείσει ένας σύνδεσμος LR 7 km 10GBASE-;
Ακολουθήστε ένα πραγματικό σενάριο πανεπιστημιούπολης: μια σύνδεση 7 χλμ. μονής-λειτουργίας μεταξύ δύο κτιρίων, με δύο καλώδια επικάλυψης LC (ένα ανά άκρο) και τρεις συνδέσεις σύντηξης κατά μήκος της διαδρομής. Η λογιστική των ζημιών μοιάζει με αυτό:
| Στοιχείο απώλειας | Απώλεια μονάδας | Ποσότητα | Υποσύνολο |
|---|---|---|---|
| Εξασθένηση ινών @ 1310 nm | 0,35 dB/km | 7 χλμ | 2,45 dB |
| Ζεύγη υποδοχών LC (συνδυασμένα) | 0,5 dB | 2 | 1,0 dB |
| Συντήξεις | 0,1 dB | 3 | 0,3 dB |
| Περιθώριο γήρανσης και έκτακτης ανάγκης | - | - | 1,0 dB |
| Συνολική απώλεια καναλιού | 4,75 dB | ||
| Προϋπολογισμός ισχύος πομποδέκτη | 6,2 dB | ||
| Υπολειπόμενο περιθώριο | 1,45 dB |
Ο σύνδεσμος κλείνει, αλλά με χώρο κεφαλής μόνο 1,45 dB. Αυτό είναι αρκετό για να λειτουργήσει, αλλά ένας μόνο βρώμικος σύνδεσμος προσθέτοντας 1 dB απώλεια θα τον ωθούσε σε οριακή κατάσταση. Στην πράξη, οι μηχανικοί αντιμετωπίζουν τα 3 dB περιθωρίου μετα-προϋπολογισμού ως το κατώτατο όριο για την αξιοπιστία του βαθμού παραγωγής-. Για αυτήν τη συγκεκριμένη εκτέλεση, ένα εκτεταμένο οπτικό πεδίο προσέγγισης (10GBASE-ER, με προϋπολογισμό περίπου 16 dB) είναι η ασφαλέστερη προδιαγραφή.
Το ισοδύναμο χαλκού: Χειρότερο-Ζεύγος περιθωρίου σε μια αναφορά πιστοποίησης
Η πιστοποίηση χαλκού δεν χρησιμοποιεί έναν ενιαίο συνδυασμένο αριθμό "προϋπολογισμού" - αντ' αυτού, κάθε παράμετρος (IL, NEXT, PSNEXT, RL, ACR-F) συγκρίνεται με μια γραμμή ορίου που εξαρτάται από τη συχνότητα- στη δοκιμή καναλιού. Το σχετικό ισοδύναμο του «περιθωρίου προϋπολογισμού» είναι τοχειρότερο-περιθώριο ζεύγους: η μικρότερη απόσταση dB μεταξύ της μετρούμενης καμπύλης και της τυπικής οριακής καμπύλης, οπουδήποτε στο εύρος σάρωσης.
Η επιτόπια εμπειρία από ειδικούς πιστοποίησης καλωδίωσης είναι συνεπής σε ένα σημείο: ένας σύνδεσμος Cat6A που περνά με το χειρότερο-περιθώριο ζεύγους κάτω από περίπου 1 dB θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως "περατό αλλά επικίνδυνο". Αυτοί είναι οι σύνδεσμοι που αναπτύσσουν διακοπτόμενες πτώσεις 10G όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, όταν τα γειτονικά καλώδια σφίγγουν εκ νέου-για εξωγήινη συνομιλία ή όταν η υψηλή-ισχύς PoE θερμαίνει τους χάλκινους αγωγούς και μετατοπίζει τα χαρακτηριστικά απώλειας τους. Η πιστοποίηση "PASS" είναι σωστή. το λειτουργικό περιθώριο είναι πολύ μικρό.
Γιατί "10 Gbps" σημαίνει δύο πολύ διαφορετικά πράγματα για τον χαλκό και τις ίνες
Αυτό είναι το σημείο που οι περισσότερες συγκρίσεις ινών- έναντι-χαλκού χάνουν εντελώς. Το χτύπημα 10 Gbps σε ένα ζεύγος συνεστραμμένου χαλκού και το χτύπημα 10 Gbps σε ένα ζεύγος ινών απαιτούν εντελώς διαφορετική μηχανική σήματος και η διαφορά εξηγεί σχεδόν κάθε χάσμα κόστους, θερμότητας και αξιοπιστίας μεταξύ των δύο.
| Αποψη | 10 GBASE-T (χαλκός) | 10 GBASE-SR/LR (ίνα) |
|---|---|---|
| Διαμόρφωση | PAM-16 (πλάτος παλμού 16 επιπέδων) | NRZ (2-πλήκτρα ενεργοποίησης-απενεργοποίησης επιπέδου) |
| Ρυθμός συμβόλων | 800 Mbaud σε 4 ζεύγη παράλληλα | 10,3125 Gbaud σε μία οπτική λωρίδα |
| Απαιτείται εύρος ζώνης καναλιού | ~400–500 MHz αναλογικού εύρους ζώνης | Δεκάδες GHz οπτικού εύρους ζώνης (ουσιαστικά χωρίς περιορισμούς) |
| Προώθηση διόρθωσης σφαλμάτων | LDPC, υποχρεωτικό και επιθετικό | Συνήθως δεν χρησιμοποιείται σε 10GBASE-SR/LR (BER μικρότερο ή ίσο με 10-1² χωρίς FEC) |
| Φορτίο DSP στο PHY | Βαριά ισοστάθμιση -, ακύρωση ηχούς, ΕΠΟΜΕΝΗ ακύρωση, αποκωδικοποίηση FEC | Ελαφρύ - ανάκτηση ρολογιού και απλό όριο απόφασης |
| Ευαισθησία ποιότητας καλωδίου | Το πολύ υψηλό - περιθώριο καναλιού καθορίζει τη βιωσιμότητα | Το χαμηλό σε τυπικές αποστάσεις - εύρος ζώνης ίνας υπερβαίνει κατά πολύ τις απαιτήσεις |
Το πρώτο είναι η μηχανική, όχι το μάρκετινγκ: Το 10GBASE-T εξάγει ένα ωφέλιμο φορτίο 10 Gbps από ένα χάλκινο κανάλι 500 MHz στοιβάζοντας επιθετικό DSP, διαμόρφωση πολλαπλών-επιπέδων και ισχυρό FEC στην κορυφή της καλωδιακής μονάδας. Το πρότυπο λειτουργεί -, αλλά μόνο επειδή η εγκατάσταση καλωδίων διατηρείται σε εξαιρετικά αυστηρές ανοχές. Το Fiber στα 10G εκτελεί απλή σηματοδότηση δύο-επιπέδων σε ένα μέσο με τάξεις μεγέθους περισσότερο χώρο από ό,τι χρειάζεται ο ρυθμός συμβόλων. Αυτός είναι επίσης ο λόγος που το πυρίτιο 10GBASE-T λειτουργεί πιο ζεστό, καταναλώνει 2–5 φορές την ισχύ ενός 10G SFP+ και έχει αυστηρότερα όρια θερμοκρασίας περιβάλλοντος σε πυκνές αναπτύξεις διακόπτη. Το ίδιο αντικείμενο-ανταλλαγής είναι10GBASE-T έναντι SFP+ 10GbEγια σχεδιαστές που επιλέγουν μεταξύ τους.
Αυτή η ίδια ανταλλαγή-ενισχύεται στα 25G και άνω. Το PAM-4 (χρησιμοποιείται σε 25GBASE-T και σε κάθε PAM-4 οπτικές λωρίδες έως 400G) διπλασιάζει τον ρυθμό μετάδοσης bit ανά σύμβολο με κόστος περίπου 9,5 dB κατακόρυφου SNR ματιού - και γι' αυτό το 25GBASE είναι co, αλλά και το rapper στο χαρτί{13} Το Ethernet υψηλότερης ταχύτητας έχει ουσιαστικά μεταναστεύσει σε οπτικές ίνες, κορμούς MPO και πομποδέκτες υψηλής πυκνότητας.
Δοκιμή και πιστοποίηση: Πώς αποδεικνύετε ότι ο σύνδεσμος θα κρατήσει πραγματικά
Το "Plug it in and ping it" δεν είναι δοκιμή. Ένας σύνδεσμος που κάνει ping σήμερα μπορεί να αποτύχει υπό την αλλαγή θερμοκρασίας αύριο. Η βιομηχανική-τυπική πιστοποίηση σάς παρέχει μια τεκμηριωμένη, ανιχνεύσιμη, βασισμένη στο κατώτατο όριο-αρχείο επιτυχίας/αποτυχίας - και προσδιορίζει τους οριακούς συνδέσμους που αποτελούν ping-μόνο-σήμερα υποψήφιοι.
Πιστοποίηση χαλκού (TIA-1152 / ISO 14763-4)
Ένας πιστοποιητής πεδίου (Fluke DSX, EXFO MaxTester, Softing WireXpert) σαρώνει το κανάλι στο σχετικό εύρος συχνοτήτων και αναφέρει σε σχέση με τις οριακές γραμμές του προτύπου:
- Wiremap, μήκος, καθυστέρηση διάδοσης, λοξή καθυστέρηση
- Απώλεια εισαγωγής (IL) ανά ζεύγος έναντι συχνότητας
- NEXT και PSNEXT ανά συνδυασμό ζεύγους έναντι συχνότητας
- ACR-F και PSACR-F ανά συνδυασμό ζεύγους έναντι συχνότητας
- Απώλεια επιστροφής (RL) ανά ζεύγος έναντι συχνότητας
- Αντίσταση βρόχου DC και ανισορροπία αντίστασης (κρίσιμα για PoE++ Τύπος 3/4)
- Για Cat6A: PSANEXT και PSAACRF (εξωγήινος συνομιλία) - υποχρεωτικά για πιστοποίηση 10GBASE-T
Μια χρήσιμη σειρά προτεραιότητας κατά την ανάγνωση μιας αναφοράς: ελέγξτε πρώτα το πρότυπο δοκιμής και τον τύπο συνδέσμου (Κανάλι vs Μόνιμος σύνδεσμος έναντι MPTL). Στη συνέχεια, εντοπίστε το χειρότερο-περιθώριο ζεύγους για NEXT, PSNEXT και RL. στη συνέχεια, επαληθεύστε τη διασταύρωση εξωγήινων εάν η σύνδεση θα φέρει 10G. Ένα καθαρό "PASS" με 6+ dB χειρότερο-περιθώριο ζεύγους είναι σταθερό. Ένα "PASS" με περιθώριο κάτω του 1 dB είναι ένα εισιτήριο προβλημάτων που περιμένει να συμβεί.
Πιστοποίηση ινών (Tier 1 και Tier 2)
Ισχύουν δύο διαφορετικά καθεστώτα δοκιμής:
- Σετ δοκιμής οπτικής απώλειας επιπέδου 1 - (OLTS):Μια φωτεινή πηγή στο ένα άκρο και ένας μετρητής ισχύος στο άλλο, που μετρά τη συνολική απώλεια αμφίδρομης εισαγωγής στα μήκη κύματος λειτουργίας (συνήθως 850/1300 nm για πολλαπλή λειτουργία, 1310/1550 nm για μονή-λειτουργία). Η μετρούμενη απώλεια συγκρίνεται με την υπολογιζόμενη επιτρεπόμενη απώλεια που προκύπτει από το μήκος ινών, τον αριθμό συνδετήρων και τον αριθμό ματίσματος. Αυτό ισοδυναμεί με το «μείναμε μέσα στον προϋπολογισμό».
- Tier 2 - OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer):Μια μέτρηση που βασίζεται σε παλμούς-που παράγει ένα συμβάν-με-ίχνος συμβάντος ολόκληρου του συνδέσμου - κάθε σύνδεσμος, μάτισμα και μακροκάμψη εμφανίζεται ως ένα διακριτό συμβάν με μετρημένη απώλεια και ανάκλαση. Απαιτείται για μόνιμες-εγγυήσεις σύνδεσης σε υποδομές ζωτικής σημασίας και απαραίτητο για εντοπισμό σφαλμάτων στην εγκατεστημένη εγκατάσταση.
- Τερματισμός-επιθεώρησης προσώπου (IEC 61300-3-35):Ένα ψηφιακό ινοσκόπιο βαθμολογεί κάθε όψη{0}}του άκρου σύνδεσης ανά ζώνη. Για ίνα μονής-λειτουργίας, το πρότυπο απαγορεύει οποιαδήποτε γρατσουνιά ή ελάττωμα στη ζώνη πυρήνα (Ζώνη Α). Το Multimode είναι πιο συγχωρετικό - γρατσουνιές έως 3 μm και ένας μικρός αριθμός ελαττωμάτων έως 5 μm είναι ανεκτοί. Κάθε άκρο ινών-του προσώπου θα πρέπει να επιθεωρείται και, εάν είναι απαραίτητο, να καθαρίζεται πριν από το ζευγάρωμα, κάθε φορά. Δεν υπάρχει καμία εξαίρεση, ακόμη και για τα εργοστασιακά καλώδια εμπλάστρου με τερματισμό απευθείας από την τσάντα.

Λειτουργίες αποτυχίας: Τι πραγματικά σπάει στο πεδίο
Τα θεωρητικά μοντέλα απομείωσης είναι χρήσιμα. οι πραγματικές καταστάσεις αποτυχίας που θα συναντήσετε σε μια τοποθεσία εργασίας είναι πιο περιορισμένες. Ακολουθεί η εμπειρική σύντομη λίστα, ταξινομημένη με βάση πόσο συχνά εμφανίζεται το καθένα σε πραγματικές εγκαταστάσεις.
Βλάβες πεδίου χαλκού, κατά συχνότητα
- Μη συνεστραμμένα ζεύγη στον τερματισμό.Η πιο κοινή αποτυχία πιστοποίησης Cat6A. Τα πρότυπα επιτρέπουν μόνο περίπου 13 mm ξετύλιξης στον γρύλο. πολλοί εγκαταστάτες ξετυλίγουν 25 mm ή περισσότερο. Το NEXT και το PSNEXT καταρρέουν, ειδικά στο υψηλό άκρο της σάρωσης όπου λειτουργεί το 10GBASE-T. Διορθώστε: εκ νέου-τερματίστε, διατηρώντας το στρίψιμο όσο το δυνατόν πιο κοντά στο IDC.
- Υπερβολικό μήκος καναλιού.Η εγκατάσταση καλωδίων λειτούργησε περισσότερο από ό,τι είχε σχεδιαστεί και το IL υπερβαίνει το όριο καναλιού 100 m. Συχνά ένα μόνιμο-πρόβλημα συνδέσμου όπου η οριζόντια εκτέλεση συν τα καλώδια ενημέρωσης κώδικα υπερβαίνει τον προϋπολογισμό. Διόρθωση: συντομεύστε τη διαδρομή, αφαιρέστε τους χαλαρούς βρόχους ή χωρίστε με μια ενδιάμεση σταυρωτή-σύνδεση.
- Εξωγήινη συνομιλία σε πυκνές δέσμες.Το Cat6A UTP συσκευασμένο σφιχτά με είκοσι άλλα καλώδια Cat6A UTP σε ζεστό δίσκο αποτυγχάνει PSANEXT -, παρόλο που κάθε μεμονωμένος σύνδεσμος περνά μεμονωμένα τις δοκιμές καναλιού. Διόρθωση: αυξήστε την απόσταση των καλωδίων, χρησιμοποιήστε F/UTP με σωστή γείωση ή απο-αποδέσετε ένα τμήμα της διαδρομής.
- Ακατάλληλα γειωμένο θωρακισμένο καλώδιο.Μια εγκατάσταση F/UTP ή S/FTP γειωμένη μόνο στο ένα άκρο ή γειωμένη σε μια αναφορά με διαφορά δυναμικού μεταξύ των άκρων, μπορεί να προκαλέσει χειρότερη συμπεριφορά EMI από το UTP. Η ασπίδα γίνεται κεραία αντί φράγμα. Διόρθωση: συνδέστε όλες τις αποχετεύσεις θωράκισης στην ίδια ισοδυναμική αναφορά γείωσης σύμφωνα με το TIA-607.
- Το PoE-προκάλεσε μετατόπιση ζημιών.PoE υψηλής-ισχύς (Τύπος 3 στα 60 W, Τύπος 4 στα 90 W κάτωIEEE 802.3bt) θερμαίνει τους αγωγούς. Η απώλεια εισαγωγής εξαρτάται από τη θερμοκρασία-εξαρτώμενη - ένα καλώδιο πιστοποιημένο σε 20 μοίρες μπορεί να λειτουργεί 5–10 μοίρες θερμότερο υπό παρατεταμένο φορτίο PoE++, περιθώριο διάβρωσης. Αυτό σπάνια προκαλεί πλήρη αποτυχία, αλλά υποβαθμίζει τους συνδέσμους λεπτών-περιθωρίων.
Βλάβες πεδίου ινών, κατά συχνότητα
- Μολυσμένα άκρα-σύνδεσης.Σύμφωνα με τη συναίνεση του κλάδου, η κυρίαρχη αιτία των προβλημάτων σύνδεσης ινών. Λάδια δέρματος, χνούδια από ρούχα, σκόνη που μεταφέρεται από καλύμματα σκόνης,-υπολείμματα κρέμας χεριών - οποιοδήποτε από αυτά στη ζώνη του πυρήνα διασκορπίζει ή απορροφά το φως. Ένα εργοστασιακό-νέο έμπλαστρο κατευθείαν από την τσάντα δεν είναι εγγυημένο καθαρό. Διορθώστε: επιθεωρήστε κάθε άκρο-προτού ζευγαρώσετε, κάθε φορά, χρησιμοποιώντας ένα ινοσκόπιο 200× ή 400× και καθαρίστε σύμφωνα με τα κριτήρια IEC 61300-3-35. Το γεμάτοοδηγός τύπων συνδετήρων οπτικών ινώνπεριγράφει λεπτομερώς τη γεωμετρία του δακτυλίου και τα στιλ βερνικιού προσώπου-.
- Μακροκάμψη.Το δέσιμο του καλωδίου είναι πολύ σφιχτό, οι ίνες είναι τυλιγμένες γύρω από μια κοφτερή γωνία, χαλαρό αποθηκευμένο σε ένα πηνίο πιο σφιχτό από την ονομαστική ελάχιστη ακτίνα κάμψης. Συχνά αόρατο στο μάτι. πολύ ορατό σε ένα ίχνος OTDR ως μη-ανακλαστικό συμβάν με μετρήσιμη απώλεια. Διορθώστε: ανακουφίστε την κάμψη. αντικαταστήστε το τμήμα εάν η ζημία δεν ανακτηθεί. Οοδηγός εγκατάστασης καλωδίου οπτικών ινώνκαλύπτει τα όρια ελάχιστης ακτίνας κάμψης και έλξης-ανά τύπο καλωδίου.
- Φθορά και κακή ευθυγράμμιση του συνδετήρα.Φθαρμένοι ή γρατσουνισμένοι δακτύλιοι από επαναλαμβανόμενες εισαγωγές σε περιβάλλοντα δοκιμής ή μόλυνση που ενσωματώνεται από το ζευγάρωμα χωρίς έλεγχο. Οι δακτύλιοι δεν συγκρατούν πλέον τους πυρήνες σε ομόκεντρη ευθυγράμμιση. Διόρθωση: αντικαταστήστε το βύσμα ή το καλώδιο patch.
- Λανθασμένος τύπος ίνας ή αναντιστοιχία μήκους κύματος.Ένας βραχυκυκλωτήρας OM3 που έχει εισαχθεί σε έναν σύνδεσμο μονής-λειτουργίας ή ένα οπτικό σύστημα 1310 nm που λειτουργεί σε μια ίνα που καθορίζεται για 1550 nm. Μερικές φορές ο σύνδεσμος εξακολουθεί να περνάει επισκεψιμότητα με μειωμένη απόδοση, γεγονός που καλύπτει το πρόβλημα. Διόρθωση: επαλήθευση του τύπου ίνας, του κωδικού χρώματος του σακακιού (κίτρινο για SMF, aqua για OM3/OM4, πράσινο ασβέστη για OM5) και του μήκους κύματος του πομποδέκτη και στα δύο άκρα.
- Σφάλματα πολικότητας σε συστήματα MPO/MTP.Σύγχυση πολικότητας Τύπου Α έναντι Τύπου Β έναντι Τύπου Γ σε μια ραχοκοκαλιά 12 ή 24 ινών. Ο σύνδεσμος συνδέεται φυσικά αλλά μεταδίδει ζεύγη με μετάδοση. ΟΟδηγός επιλογής MTP vs MPOπερνά από τα σχήματα πολικότητας από άκρο-σε-τέλος. Διόρθωση: επαληθεύστε την πολικότητα πριν θέσετε σε λειτουργία. να έχετε έναν προσαρμογέα πολικότητας για διόρθωση πεδίου.
FAQ
Ε: Ο σύνδεσμος Cat6A μου περνάει την πιστοποίηση καναλιού, αλλά ένας σύνδεσμος NIC 10G-εκπαιδεύεται στο 5G. Τι συνέβη;
Α: Σχεδόν πάντα ένα χειρότερο-πρόβλημα περιθωρίου ζεύγους. Η πιστοποίηση καναλιού είναι ένα πέρασμα/αποτυχία έναντι ορίων TIA-568, αλλά το πυρίτιο 10GBASE-T κάνει τη δική του εσωτερική μέτρηση SNR κατά τη διάρκεια της αυτόματης-διαπραγμάτευσης και θα υποχωρήσει εάν δεν δει το κατάλληλο περιθώριο. Ανοίξτε την αναφορά πιστοποίησης και δείτε το χειρότερο{12}}περιθώριο ζεύγους για PSNEXT, PSANEXT και RL. Εάν κάποια είναι κάτω από ~2 dB, αυτή η σύνδεση λειτουργεί πολύ κοντά στην άκρη για αξιόπιστα 10G. Η επιδιόρθωση είναι συνήθως ο εκ νέου{13}}τερματισμός με αυστηρή διατήρηση περιστροφής ή η απο{14}}αποδέσμευση σε εξωγήινες-περιορισμένες εγκαταστάσεις με crossstalk.
Ε: Πόσο περιθώριο πρέπει να κρατήσω πάνω από τον υπολογισμένο προϋπολογισμό συνδέσμου οπτικών ινών;
Α: Η πρακτική του κλάδου είναι να σχεδιάζετε με τουλάχιστον 3 dB περιθωρίου που απομένουν μετά την άθροιση όλων των χειρότερων-απωλειών (εξασθένιση ινών, απώλεια συνδέσμου, απώλεια ματίσματος). Αυτό το περιθώριο απορροφά τη γήρανση του συνδετήρα, την αργή συσσώρευση μόλυνσης, την κάμψη ινών που εισάγεται κατά τις μελλοντικές μετακινήσεις και αλλαγές και τη διαφορά μεταξύ του "ελάχιστου" φύλλου δεδομένων και της πραγματικής υποβάθμισης ισχύος Tx που βιώνει ένα λέιζερ κατά τη διάρκεια της λειτουργικής του ζωής. Λιγότερο από 3 dB και ο σύνδεσμος θα λειτουργήσει σήμερα, αλλά μπορεί όχι σε τρία χρόνια.
Ε: Είναι πρόβλημα ένα συμβάν OTDR 0,5 dB;
Α: Εξαρτάται από το τι είναι. Μια απώλεια 0,5 dB σε σημείο σύνδεσης ή σύνδεσης είναι τυπική και αποδεκτή. Ένα μη αντανακλαστικό συμβάν 0,5 dB- στη μέση μιας κατά τα άλλα καθαρής διαδρομής ινών είναι μακροκάμψη ή μικροκάμψη και θα πρέπει να διερευνηθεί και να διορθωθεί - αντιπροσωπεύει εγκατεστημένη πίεση που πιθανότατα θα επιδεινωθεί με την πάροδο του χρόνου. Διαβάστε τα συμβάντα OTDR ως προφίλ, όχι ως μεμονωμένοι αριθμοί.
Ε: Γιατί οι πομποδέκτες μονής-λειτουργίας είναι τόσο ακριβότεροι από τους πολυλειτουργικούς πομποδέκτες, όταν η ίδια η ίνα μίας-λειτουργίας είναι συγκρίσιμη σε τιμή;
Α: Γιατί το κόστος είναι στα οπτικά, όχι στο γυαλί. Η απλή-λειτουργία απαιτεί ακριβώς-συζευγμένα λέιζερ DFB ή EML με αυστηρό έλεγχο μήκους κύματος και ενεργή σταθεροποίηση θερμοκρασίας, συν έναν δέκτη με πολύ υψηλότερη ευαισθησία από ό,τι χρειάζεται ένας δέκτης πολλαπλών λειτουργιών. Το Multimode χρησιμοποιεί φθηνές συστοιχίες VCSEL που συνδέονται εύκολα σε έναν πυρήνα 50 μm. Η ίδια η ίνα είναι ένα παθητικό γυάλινο σκέλος του οποίου η τιμή καθορίζεται από την κλίμακα κατασκευής και όχι από τον αριθμό των τρόπων λειτουργίας - και γι' αυτό το καλώδιο μονής-λειτουργίας είναι συχνά οριακά πιο ακριβό από την πολλαπλή λειτουργία, παρόλο που τα οπτικά μονής-λειτουργίας μπορεί να κοστίζουν 2–5 φορές.
Ε: Το PAM-4 (χρησιμοποιείται σε 25G και άνω) δημιουργεί νέες απαιτήσεις στην καλωδιακή εγκατάσταση σε σύγκριση με το NRZ;
Α: Ναι - σημαντικά, και στα δύο μέσα. Το PAM-4 μεταδίδει δύο bit ανά σύμβολο χρησιμοποιώντας τέσσερα επίπεδα πλάτους αντί για δύο, μειώνοντας στο μισό τον ρυθμό συμβόλων για έναν δεδομένο ρυθμό bit. Το κόστος είναι περίπου 9,5 dB απώλεια SNR σε σύγκριση με το NRZ, επειδή ο δέκτης πρέπει να διακρίνει τέσσερα επίπεδα αντί για δύο μέσα στο ίδιο κάθετο άνοιγμα των ματιών. Τα κανάλια που μεταφέρουν PAM{10}}4 απαιτούν μεγαλύτερη απώλεια επιστροφής, μικρότερη απώλεια εισαγωγής και σχεδόν πάντα FEC. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο χαλκός 25GBASE-T υπάρχει στα πρότυπα, αλλά χρησιμοποιείται σπάνια - οι απαιτήσεις της εγκατάστασης καλωδίων δεν συγχωρούνται με τις εναλλακτικές ίνες.
Ε: Εάν ο θωρακισμένος χαλκός (F/UTP, S/FTP) είναι γειωμένος εσφαλμένα, μπορεί να έχει χειρότερη απόδοση από το UTP;
Α: Ναι, σίγουρα. Μια ασπίδα γειωμένη μόνο στο ένα άκρο ή γειωμένη σε δύο αναφορές με διαφορά δυναμικού μεταξύ τους, μπορεί να λειτουργήσει ως κεραία για θόρυβο-χαμηλής συχνότητας και να προκαλέσει ρεύματα βρόχου γείωσης- κατά μήκος της θωράκισης. Το αποτέλεσμα είναι χειρότερος-θόρυβος λειτουργίας στα ζεύγη από ό,τι μια αντίστοιχη εγκατάσταση UTP. Η θωρακισμένη καλωδίωση προσφέρει τα πλεονεκτήματά της μόνο όταν ολόκληρο το καλώδιο-στο-άκρο σε-διαδρομή θωράκισης από το άκρο -, ο πίνακας ενημέρωσης κώδικα, ο εξοπλισμός και το ράφι - είναι συνδεδεμένα σε μια κοινή αναφορά ισοδυναμικού γείωσης, συνήθως μια ραχοκοκαλιά σύνδεσης τηλεπικοινωνιών ανά TIA-607.
Ε: Για μια νέα ραχοκοκαλιά πανεπιστημιούπολης 10G, θα πρέπει από προεπιλογή να κάνω μονή-λειτουργία ή πολλαπλή λειτουργία;
Α: Για νέες εκδόσεις πέρα από μια ενιαία αίθουσα δεδομένων, η μονή-λειτουργία (OS2) είναι συνήθως η σωστή προεπιλογή. Οι τιμές των πομποδέκτη έχουν μειωθεί, η ίδια η ίνα έχει παρόμοια τιμή με την OM4/OM5 και η μονή-λειτουργία διατηρεί ελεύθερο χώρο για 25G, 100G, 400G και συνεκτική-κλάση οπτικών στην ίδια φυσική εγκατάσταση. Το Multimode εξακολουθεί να κερδίζει μέσα σε πυκνά κέντρα δεδομένων όπου η μικρή απόσταση και η παράλληλη οπτική λωρίδας (SR4, SR8 έναντι MPO) διατηρούν χαμηλό το οπτικό κόστος ανά θύρα.