Ethernet и оптоволокно: ключевые различия, стоимость и когда использовать каждый из них для вашей сети

В расценках на модернизацию заводской сети решение выглядит простым: цена категории 6A указана за коробку, а стоимость волокна, проложенного на той же странице, указана за метр плюс трудозатраты на сварку. Этот ценовой разрыв отражает реальную разницу в том, где находится каждое средство массовой информации. Короткий ответ на вопрос Ethernet или оптоволокно: медный Ethernet остается наиболее экономичным выбором для каналов в пределах 100 метров, особенно когда питание должно поступать к камерам или точкам доступа по одному и тому же кабелю, в то время как оптоволокно берет на себя работу в тот момент, когда длина трассы увеличивается, каналу требуется более 10G или маршрут проходит через электрически враждебную территорию. Все остальное в этом сравнении следует из этих трех триггеров.

Что на самом деле означают «Ethernet» и «Fiber»

Ethernet не является типом кабеля. Это семейство протоколов IEEE 802.3, которое перемещает кадры данных по локальным сетям и работает как по медной витой паре, так и по стекловолокну. То, что большинство покупателей подразумевает под Ethernet или оптоволокном, на самом деле является вопросом о физической среде: медь или стекло.

Медный кабель Ethernet представляет собой конструкцию из сбалансированной витой пары, обычно четырех пар в одной оболочке, заканчивающейся вилками и разъемами RJ45. По нему передаются электрические сигналы, а его потолок обусловлен частотно-зависимым затуханием и перекрестными помехами между парами. Вместо этого оптоволоконный кабель передает свет через стеклянную сердцевину. Одномодовые конструкции с ядром 9 микрон, стандартизированные как ITU-T G.652D, достигают десятков километров, а многомодовые конструкции с ядром 50 микрон (OM3, OM4, OM5) обслуживают более короткие высокоскоростные каналы внутри зданий. Наше руководство по использованию двух средств массовой информации на строительном уровне оптоволоконный кабель против медного кабеля подробно описывает различия.

Производительность: расстояние устанавливает границы первыми

Ограничение канала длиной 100 метров является наиболее часто упоминаемым показателем в медных кабелях, и его часто неправильно трактуют. TIA-568 обеспечивает 90 метров постоянной связи плюс патч-корды; кроме этого, производительность на номинальной скорости больше не гарантируется. Категория 6A передает 10GBASE-T на все 100 метров, Категория 6 управляет 10G только примерно на 55 метров, а затем возвращается к 1G, а Категория 8 достигает 25-40 Гбит/с, но только в пределах 30-метровой стойки. Связанные кабели теряют дополнительный запас, поскольку посторонние перекрестные помехи между соседями растут с увеличением частоты.

Волокно играет по другим правилам. Многомодовый OM3 поддерживает скорость 10 Гбит/с на расстоянии до 300 метров, OM4 расширяет его примерно до 400 метров и обрабатывает 100 Гбит/с на коротких дистанциях, а одномодовый канал ОС2 передает 10 Гбит/с на расстояние 10 километров со стандартной оптикой LR. Поскольку затухание измеряется в долях децибела на километр, расстояние фактически перестает быть ограничением, когда вы находитесь на стекле.

Стоит развеять один миф: оптоволокно не имеет меньшей задержки на метр. Свет в стекле и сигналы в меди распространяются со скоростью примерно две трети скорости света, поэтому на расстоянии более 90 метров разница составляет наносекунды. Между зданиями появляются настоящие промежутки, где оптоволокно проходит напрямую, а медь вообще не может пройти по нему.

Стоимость: оценивайте весь канал, а не цену кабеля

Сравнение цен за метр льстит оптоволокну, но это сравнение вводит в заблуждение. Метр стекла OS2 или OM4 часто стоит меньше, чем метр сертифицированного Cat6A. Реальная разница наблюдается на обоих концах канала: для каждого оптоволоконного порта требуется SFP- или SFP-трансивер, для завершения требуется сварка или прецизионные механические разъемы, а для приемочных испытаний требуется рефлектометр, а не сертификатор для меди. Медные порты RJ45, напротив, уже встроены почти в каждый коммутатор и сетевой интерфейс.

Труд является еще одним фактором колебаний. Установщик может подключить медную проводку на месте за считанные минуты, тогда как для сращивания оптоволокна требуется оборудование и навыки, которые многие команды передают на аутсорсинг. Один или два коротких пробега благоприятствуют меди по общей стоимости установки; одна и та же работа по сращиванию волокон в магистральной сети здания или в кампусе, состоящем из нескольких зданий, быстро переворачивает экономику в сторону оптоволокна.

Две ловушки закупок являются причиной большинства неудач на местах. Во-первых, это несогласованная оптика: многомодовый трансивер на одномодовом стекле не будет связываться, и обратное так же верно. Во-вторых, недооценка маршрута, например, прокладка небронированного кабеля внутри помещения там, где влага, грызуны или нормы пожарной безопасности требуют большей защиты. И то, и другое гораздо дешевле исправить в спецификации, чем после установки.

Мощность, помехи и безопасность

Медь имеет одно решающее преимущество: питание через Ethernet. В соответствии со стандартами 802.3af, 802.3at и 802.3bt одни и те же пары, по которым передаются данные, обеспечивают мощность примерно 15, 30 или до 90 Вт, что обеспечивает работу IP-камер, точек доступа и настольных телефонов. Волокно не передает электрической энергии, поэтому устройству на стекле требуется локальное питание или оптоэлектронный композитный кабель со встроенными рядом с волокнами проводниками.

Электрический шум сводит на нет это преимущество. Стекло невосприимчиво к электромагнитным помехам, не создает перекрестных помех и контуров заземления между зданиями, что делает его более безопасным выбором вблизи подстанций, приводов с регулируемой частотой или линий электропередачи. Полностью диэлектрические конструкции также устраняют проблемы, связанные с возникновением грозовой индукции на открытых трассах. Службы безопасности отдают предпочтение оптоволокну по второй причине: оно не излучает радиочастоты, и для его перехвата требуется физически разорвать соединение, в то время как неэкранированная медь может быть считана по излучаемым ею сигналам.

Когда медный Ethernet по-прежнему является правильным решением

Медь остается разумным вариантом по умолчанию в следующих случаях:

• Настольный компьютер, принтер и точка доступа находятся в пределах 100-метрового канала.
• Конечные точки, получающие питание через PoE.
• Небольшие офисы, где несколько коротких тиражей не могут оправдать установку оборудования для сращивания или посещение подрядчиков.
• Места, где штатный персонал должен перемещать и повторно заделывать кабели с помощью стандартных инструментов.

Где оптоволокно вырывается вперед

Оптоволокно становится стандартом по умолчанию в четырех ситуациях: любой выход за пределы медного канала, магистральные каналы, передающие 10G или более между этажами или зданиями, маршруты через электрически зашумленные среды и любая установка, которая, как ожидается, переживет несколько поколений оборудования. Стекло, вставленное сегодня в стену, справится с оптикой, которой еще нет; в модернизации нуждаются только трансиверы на концах.

Внутри зданий большинство горизонтальных и вертикальных установок начинаются со стандартного одномодового оптоволокна G.652D или многомодового оптоволокна, оптимизированного для лазера, соответствующего любой оптике, которую уже используют ваши коммутаторы.

Одномодовое оптическое волокно G.652D для кабеля Стандартное волокно G.652D с заданным затуханием, длиной волны среза и диаметром поля моды. Он подходит для горизонтальных и стоячих линий внутри помещений, где оптоволокно образует основу между аппаратными и каждым этажом. Посмотреть продукт →

Реальные сети используют оба

Пройдите практически через любое здание предприятия, и вы обнаружите одну и ту же гибридную схему: оптоволокно образует магистраль между основным аппаратным и каждым этажом, а последние 100 метров по медному проводу проходят к столам, камерам и точкам доступа. Коммутаторы с восходящими портами SFP и медиаконвертерами делают эти два носителя взаимозаменяемыми в стойке.

Одна и та же логика масштабируется в обоих направлениях. В доме подводится оптоволоконный кабель к настенному терминалу, а затем к Ethernet и Wi-Fi внутри. Промышленный кампус соединяет здания, расположенные на расстоянии сотен метров или нескольких километров друг от друга, с помощью бронированного наружного кабеля, рассчитанного на влажность и механическое воздействие.

GYXTW Армированный оптоволоконный кабель с центральной трубкой для наружного применения Компактный кабель с центральной трубкой, броней из гофрированных стальных полос, гидроизоляцией и полиэтиленовой оболочкой. Его механическая прочность и гидроизоляция подходят для соединения между зданиями или промышленным кампусом. Посмотреть продукт →

Какой бы канал связи ни использовался, перемычки и патч-корды на каждом конце заслуживают того же внимания, что и постоянное соединение, поскольку некачественный шнур или грязный разъем могут подорвать работу канала, соответствующего требованиям.

Контрольный список перед заказом

1. Измеряйте каждую трассу и отмечайте все, что находится за пределами 90 метров постоянной линии связи для оптоволокна.
2. Подсчитайте конечные точки PoE и общую мощность, чтобы бюджет мощности коммутатора соответствовал списку устройств.
3. Пройдите маршрут и отметьте источники помех, такие как двигатели, сварочные аппараты и линии электропередачи.
4. Сначала решите, одномодовый или многомодовый, а затем купите трансиверы, соответствующие стеклу.
5. Подтвердите, кто будет выполнять сварку и тестирование, а также требуется ли отчет OTDR при передаче.
6. Для маршрутов на открытом воздухе заранее укажите тип брони, устойчивость к грызунам и влагостойкость.

Одна позиция, о которой забывают, — это патч-корды и перемычки, которыми укомплектован каждый канал; бюджетируйте их так же тщательно, как и саму постоянную ссылку.

Волоконно-оптические патч-корды с разъемами FC, SC, ST и LC Патч-корды и перемычки с разъемами распространенных типов для патч-панелей, коммутаторов и маршрутизаторов. Они дополняют каждый канал, и некачественный шнур или грязный разъем могут подорвать соединение, совместимое с другими стандартами. Посмотреть продукт →

Итог

Выбирайте медный Ethernet для последних 100 метров и для каждого устройства, которое получает питание по кабелю. Выбирайте оптоволокно для расстояния, для полосы пропускания выше 10G, для шумных сред и для любого канала, который, как вы ожидаете, все еще будет заблокирован через десять лет. Большинству реальных проектов необходимо и то, и другое, и дорогостоящие ошибки обычно происходят из-за неправильной конструкции кабеля для окружающей среды, а не из-за неправильной среды передачи.

Как производитель оптоволоконных кабелей Компания Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology, производящая кабели для внутреннего, наружного применения, FTTH, воздушные и силовые кабели с полной настройкой и высокоточным тестированием, работает с покупателями в сфере телекоммуникаций, энергетики и промышленности, чтобы подобрать конструкцию кабеля к условиям площадки.