Оптоволокно против Ethernet: сравнение скорости, расстояния и стоимости для реальных сетей

100-метровая линия Cat 6A и 100-метровая оптоволоконная линия OM4 стоят примерно одинаково по материалам. Картина меняется на расстоянии 250 м: медь вообще не может передавать 10 Гбит/с на такое расстояние, в то время как одна пара многомодовых волокон по-прежнему справляется с этой задачей с помощью пассивного кабеля и без промежуточной электроники.

Оптоволоконный кабель передает данные в виде световых импульсов через стеклянный сердечник, а кабель Ethernet при повседневном использовании представляет собой медную витую пару, которая передает данные в виде изменяющегося электрического напряжения. Оба переносят идентичные кадры Ethernet и идентичный IP-трафик. Разница заключается в физической среде и каждом вытекающем из нее пределе расстояния, полосы пропускания, мощности и помех.

Оптоволокно против Ethernet: краткий ответ

Медный Ethernet дешевле и быстрее устанавливается на участках длиной менее 100 м, которые также должны обеспечивать подачу электроэнергии; оптоволокно — единственный практический выбор за пределами нескольких сотен метров и лучший долгосрочный выбор там, где спрос на полосу пропускания все еще растет.

Ограничение в 100 м — это не предел, на который можно рассчитывать. Как только медный канал пересекает его, скорость соединения либо снижается, либо не проходит сертификацию, и никакая настройка переключателя не решает физическую проблему.

Скорость и пропускная способность: когда у меди заканчивается запас мощности

Оба носителя сегодня доставляют одни и те же кадры Ethernet с одинаковой скоростью передачи данных, поэтому полезный вопрос заключается в том, какой из них еще останется, когда произойдет следующее обновление. Основная медная линия останавливается на скорости 10 Гбит/с на канал, а оптоволокно переходит от 10G к 100G или 400G путем замены трансиверов на каждом конце.

С точки зрения стоимости порта 10GBASE-T выглядит привлекательно, пока не появятся затраты на поддержку. Медные чипы физического уровня 10G потребляют заметно больше энергии, чем оптические эквиваленты, поэтому полностью укомплектованная стойка медного коммутатора требует большего охлаждения и более мощного ИБП, чем такое же количество портов за клетками SFP или SFP28. В плотных стойках решающим фактором часто является именно эта разница, а не цена кабеля.

Пропускная способность редко является первым пределом, который люди достигают. Мощность стойки, тепловыделение и диаметр кабеля обычно бьют первыми, а оптоволокно опережает по всем трем показателям.

Ограничения по расстоянию решают больше проектов, чем чистая скорость

Ограничение канала в 100 м для медной витой пары является ограничением, которое вынуждает большинство проектов переходить на оптоволокно, и обычно оно проявляется в виде одного длинного пролета, который заставляет изменить всю топологию.

• Cat 5e и Cat 6: 100 м при скорости 1 Гбит/с, примерно 55 м при 10GBASE-T в Cat 6.
• Cat 6A: 100 м при 10 Гбит/с, с более строгими правилами установки в отношении посторонних перекрестных помех.
• Многомодовые OM3 и OM4: 300 м и 550 м при 10 Гбит/с, около 100 м при 40G или 100G.
• Одномодовый OS2: 10 км на скорости 10 Гбит/с с оптикой LR, 40 км и более с оптикой ER и чистым бюджетом канала.
• WDM вместо одномодового: десятки километров существующего кабеля за счет добавления длин волн вместо прядей.

Ссылочный бюджет, а не маркетинговый охват, устанавливает реальный предел. Это прохождение Ограничения на расстояние прокладки оптоволоконного кабеля На практике покрывает потери на сварном соединении, потери на разъемах и дисперсию.

Конструкция имеет такое же значение, как и оптика на длинных открытых пролетах. В конструкциях с многослойной скруткой для наружного применения, таких как GYTS, свободные трубки помещаются в водоблокируемый сердечник с броней и полиэтиленовой оболочкой, которая защищает волокно от натяжения воздуховода и воздушного натяжения.

GYTS Оптический кабель с многожильной стально-полиэтиленовой оболочкой для наружного применения Многожильный кабель для наружного применения с водоблокирующей смазкой, гофрированной стальной лентой и полиэтиленовой оболочкой, предназначенный для прокладки воздуховодов и пролетов антенн. Посмотреть продукт →

Сначала измерьте самый длинный канал. Кампус с одним пролетом длиной 400 м — это оптоволоконный проект, даже если длина всех остальных участков составляет 40 м, и обнаружение этого пролета после заливки кабелепровода — дорогостоящий способ его изучения.

Стоимость, установка и обслуживание: честные компромиссы

Медь выигрывает по первой стоимости для коротких, маломощных и активных каналов. Оптоволокно выигрывает, если учесть расстояние, пространство для кабелепроводов, охлаждающую нагрузку и стоимость замены кабеля в здании через пять лет.

Монтажные работы – это то, где эти два понятия часто сходятся. Медный участок требует протяжки, заделки и сертификационных испытаний; для участка волокна требуется протягивание, сращивание или предварительно заделка конца, а также измерение потерь. На длинных маршрутах протяжка волокна часто происходит быстрее, поскольку кабель легче и меньше, что имеет значение, когда кабелепровод наполовину заполнен или лоток уже заполнен.

Внутренние магистральные линии и соединения между стойками обычно выполняются с использованием сборок, отполированных на заводе, поскольку известные вносимые потери устраняют необходимость в сварочном аппарате и сохраняют прогнозируемый бюджет потерь.

Волоконно-оптические патч-корды с разъемами FC, SC, ST и LC Факторy-polished assemblies for indoor backbone and rack links, with FC, SC, ST, and LC options for wiring, sensing, and termination. Посмотреть продукт →

Эмпирическое правило стоимости: менее 100 м, менее 10 Гбит/с, а питание устройства подразумевает медь. В случае отказа любого из этих трех вариантов оптоволокно обычно оказывается более дешевым решением на протяжении всего срока службы соединения.

Какой из них выбрать: сборник сценариев

Подбирайте среду в соответствии с длиной пробега и требуемой мощностью, а не с общими предпочтениями. Почти каждая реальная сеть использует оба варианта, и этот гибридный результат является правильным проектом.

Волоконно-оптический кабель GJYXCH FTTH с армированием из стеклопластика или стали Ответвительный кабель FTTH с центральным волокном, параллельным армированным или стальным проводом, безгалогенной оболочкой с низким уровнем дымообразования, количеством волокон от 1 до 12, соответствует требованиям YD/T/IEC. Посмотреть продукт →

Спроектируйте слой волокон один раз и используйте его повторно. Замена оптики на следующий уровень скорости обходится гораздо дешевле, чем повторное открытие стен и лотков для замены кабеля.

Часто задаваемые вопросы: оптоволокно против Ethernet на практике

Действительно ли оптоволокно быстрее Ethernet?

Fiber не является конкурирующим протоколом. Ethernet работает по обеим средам, и при скорости 1 Гбит/с они обеспечивают одинаковую скорость. Сегодня оптоволокно поддерживает более высокие скорости передачи данных, от 10G до 400G, поэтому оно доминирует в магистральных сетях и центрах обработки данных.

Может ли Ethernet работать по оптоволоконному кабелю?

Да. Оптоволоконный Ethernet является стандартным, использует те же кадры и те же коммутаторы с оптическими портами. Среда меняется; в протоколе нет.

Что выбрать: одномодовое или многомодовое волокно?

Используйте многомодовый OM4 внутри здания на расстоянии до 500 м, где стоимость оптики имеет значение. Используйте одномодовую ОС 2 для чего-либо более длительного, для кампусных каналов и везде, где вам нужен путь обновления, рассчитанный на десятилетия.

Может ли оптоволокно передавать энергию, как PoE?

Не через само стекло. Электроэнергия передается по медным проводникам, поэтому для волоконно-оптических линий с питанием используется гибридный или композитный кабель, сочетающий в себе медь и оптоволокно в одной оболочке.

Если вы помните одну вещь: медь — это решение на расстоянии, оптоволокно — решение на всю жизнь.