Волоконно-оптический кабель и медный провод: сравнение пропускной способности, стоимости и расстояния

Сетевой проектировщик, сравнивающий спецификацию, редко задается вопросом, какой кабель лучше. Реальный вопрос уже: для этой линии связи, на таком расстоянии, с этими устройствами на дальнем конце, владение какой средой будет дешевле в течение десяти лет. Ответ меняется в зависимости от того, где находится трасса.

Возьмем два живых примера. Соединение со скоростью 10 Гбит/с между стойками на расстоянии 60 м друг от друга: медь Cat6A выполняет свою работу с помощью пассивного кабеля и вообще без оптики. То же требование к скорости 10 Гбит/с между двумя зданиями, расположенными на расстоянии 3 км друг от друга: медь не может достичь этой скорости по разумной цене без добавления активных повторителей, в то время как одна одномодовая оптоволоконная пара передает ее без каких-либо промежуточных соединений. Ни один из результатов не является удивительным, если учесть физику.

Пропускная способность и охват: где разрыв перестает быть теоретическим

Одномодовое волокно передает скорость 10 Гбит/с примерно на 40 км без регенерации. Медь Cat6A передает те же 10 Гбит/с примерно на 100 м. Между этими двумя цифрами уже принято большинство реальных решений.

Ограничения исходят из другой физики. Затухание в медных кабелях и перекрестные помехи резко растут с частотой, поэтому каждое удвоение пропускной способности сокращает полезный пробег; 10GBASE-T по Cat6A на расстоянии 100 м уже близко к границе стандарта. Одномодовое стекло на длинах волн 1310 и 1550 нм теряет около 0,35 дБ на километр, поэтому волоконно-оптическая установка, установленная сегодня для 10G, позже будет потреблять 100G или 400G на длину волны, только поменяв местами трансиверы.

Емкость на кабель имеет такое же значение, как и емкость на пару, когда пространство в лотке и кабелепроводе ограничено. Один 12-волоконный наружный кабель весит примерно столько же, сколько весит одна трасса Cat6A, и заменяет дюжину медных трасс. За несколько сотен метров медный вариант перестает быть более дешевым кабелем и превращается в цепь питаемого оборудования.

Для версии тех же компромиссов, ориентированной на закупки, это Руководство по выбору оптоволокна или меди рассматривает стоимость, расстояние и сроки обновления со стороны покупателя.

GYTS Наружный многожильный оптоволоконный кабель со стально-полиэтиленовой оболочкой Влагостойкий оптоволоконный кабель для наружного применения со склеенной стально-полиэтиленовой оболочкой, заполненной сердцевиной и гибкой конструкцией, что актуально при сравнении оптоволоконных и медных трасс по расстоянию и срокам модернизации. Посмотреть продукт →

Стоимость за подключенное соединение, а не за метр

Медь дешевле для коротких ссылок. Оптоволокно дешевле за гигабит, если длина кабеля превышает 100 м. Указание одного показателя на метр скрывает число, которое действительно имеет значение.

Цена за метр Cat6A и одномодового кабеля со свободной трубкой ближе, чем ожидает большинство покупателей. Разница заключается в концах. Медь заканчивается разъемом и патч-кордом. Для оптоволокна требуется сварка плавлением, муфты для сращивания, пигтейлы и приемопередатчик на каждом конце, а одномодовый модуль может стоить дороже, чем 100 м кабеля, к которому он подключается.

Труд снова меняет баланс. Протягивание 24 кабелей Cat6A через переходную плату занимает больше времени и заполняет больший лоток, чем один 24-волоконный кабель, и для каждой медной трассы требуется собственное оконцевание и сертификационные испытания. В плотных сборках экономия на установке часто компенсирует расходы на оптику. В двухкабельном соединении этого почти никогда не происходит.

Мощность, помехи и условия на месте

Волокно является диэлектриком: оно не проводит ток, ничего не излучает и ничего не улавливает. Медь может подавать на устройство до 90 Вт по той же паре, которую оно использует для передачи данных.

Оба факта полезны. На подстанции, в туннеле или на крыше, где повышение потенциала земли и гроза являются реальной проблемой, цельнодиэлектрический кабель полностью устраняет вопрос заземления, поэтому на трассах электропередачи часто используются воздушные самонесущие конструкции. На потолке склада побеждает противоположный аргумент: точка доступа или камера мощностью 90 Вт не нуждаются в локальном питании от сети, и медный кабель является более простым способом подключения к ним.

Долголетие их тоже разделяет. Медь окисляется в разъемах во влажных или прибрежных местах, а корродированная пара повышает сопротивление, нагревается под нагрузкой и в конечном итоге не проходит сертификационные испытания. Стекло не подвергается коррозии, хотя торцы волокон по-прежнему требуют очистки перед каждым соединением.

Последние 100 метров: где встречаются два СМИ

Большинство зданий в конечном итоге являются гибридными: оптоволокно на магистральной линии и стояке, затем медь или оптоволокно на последнем отводе к столу, камере или точке доступа. Проектирование по сегментам — это нормальная практика, а не компромисс.

• Устройства, которым требуется PoE и находятся на расстоянии менее 100 м: медь.
• Проходит за пределами 100 м или между зданиями: оптоволокно.
• Плотные рабочие места, где пространство лотка исчерпано: оптоволокно в зоне, медь внутри нее.
• Ожидается, что порты перейдут на 25G или 40G в течение срока службы: оптоволокно.

В отбрасывающем сегменте также меняется форма аргумента стоимости. Оптоволоконный ответвительный кабель с заводской заделкой исключает необходимость сращивания на месте, а установку одиночного оптоволоконного кабеля зачастую занимает меньше времени, чем протягивание нового кабеля Cat6A через готовую стену.

GJYXCH FTTH Одноволоконный ответвительный кабель с оболочкой LSZH Ответвительный кабель с центральным волокном, параллельным стеклопластиковым или стальным армированием и оболочкой LSZH, подходит для соединений FTTH, где отсутствие сращивания на месте может ускорить установку. Посмотреть продукт →

Последовательность выбора из пяти шагов

Принимайте решение в следующем порядке: расстояние, власть, рост, окружающая среда, затем бюджет. Первые два шага исключают большинство неправильных ответов еще до обсуждения цены.

1. Измерьте реальный маршрут, включая провисание и вертикальные подъемы. Все, что превышает 90 м по меди, уже является вопросом оптоволокна.
2. Перечислите, что находится в дальнем конце и сколько энергии оно потребляет. Устройства PoE длиной менее 100 м обычно используют медь.
3. Проверьте путь обновления. Если канал должен поддерживать 25G или выше в течение своего срока службы, укажите одномодовый режим сейчас; последующая замена кабеля стоит гораздо дороже, чем оптика.
4. Изучите окружающую среду: источники помех, наводнения, риск появления грызунов, потенциал земли, колебания температуры. Они выбирают конструкцию кабеля, а не только среду.
5. Только после этого сравните общую стоимость установки, включая оконечные устройства, испытательное оборудование, патч-панели и питание на дальнем конце.

Установка и тестирование: две разные дисциплины

Волокно выдерживает расстояние, но не допускает загрязнения. Медь терпит загрязнение, но не расстояние. Экипажи, обученные на одной среде, часто в первый же день повреждают другую.

• Радиус изгиба: оптоволоконный кабель обычно рассчитан на 20-кратный внешний диаметр во время установки и 10-кратный после фиксации. Превышение этого значения приводит к потерям на микроизгибе, которые проходят при 10G и выходят из строя при 100G.
• Потери на сварном соединении: типичное значение 0,1 дБ и 0,3 дБ, часто указываемое как максимальное значение поля. Неосторожный раскол стоит больше бюджета потерь, чем более длинная прокладка кабеля.
• Тестирование: волокну требуется OLTS для измерения потерь и длины, а также рефлектометр для обнаружения событий; для меди необходим сертификат постоянного соединения и перекрестных помех в сети 10G.
• Загрязнение: одна частица пыли на торцевой поверхности может добавить около 1 дБ или обжечь разъем при высокой оптической мощности.

Вопросы, которые покупатели задают перед совершением сделки