Сколько волоконных сердцевин мне нужно? Руководство по количеству волокон

Количество необходимых вам оптоволоконных ядер зависит от трех вещей: какую оптику использует ваше оборудование, сколько активных каналов вам необходимо поддерживать и сколько места вы хотите для будущего роста. Стандартный дуплексный канал Ethernet использует два волокна -: одно для передачи, другое для приема. Но не каждая ссылка является дуплексной. Некоторые двунаправленные трансиверы работают через одноцепочечные и параллельные-оптические интерфейсы, такие какМодули на основе MPO/MTP-может потребоваться восемь, двенадцать или более волокон на одно соединение. Таким образом, правильной отправной точкой всегда является трансивер и разъем, а не кабель.

В этом руководстве описывается повторяемый метод расчета количества волокон, которые вам действительно нужны -, независимо от того, подключаете ли вы небольшой офис, магистраль здания или межсетевое соединение центра обработки данных.

Что означает количество сердцевин волокна?

Количество жил волокна — это общее количество отдельных оптических волокон, объединенных в одну оболочку кабеля. 2-жильный кабель содержит два волокна. 12-жильный кабель вмещает двенадцать. 48-жильный кабель вмещает сорок восемь. Число показывает, сколько независимых оптических путей обеспечивает кабель.

Это не то же самое, что размер сердцевины волокна. Размер сердцевины -, измеряемый в микрометрах -, относится к диаметру светонесущего-центра каждого волокна.Одномодовое волокноимеет меньшее ядро ​​(около 9 мкм), амногомодовое волокноиспользует сердечник большего размера (50 мкм или 62,5 мкм). Выбор между одномодовым и многомодовым режимом требует отдельного решения от выбора количества волокон в кабеле.

Симплекс, дуплекс и мультиволокно: почему это важно

Прежде чем что-либо считать, вам нужно знать, какой тип ссылки вы создаете:

• Дуплексные ссылкииспользуйте два волокна -: одно для передачи (Tx) и одно для приема (Rx). Это стандартная конфигурация для большинства соединений Ethernet 1G и 10G с использованиемLC-разъемыилиРазъемы SC.
• Симплексные или двунаправленные (BiDi) ссылкипереносить как передаваемый, так и принимаемый трафик по одному волокну, используямультиплексирование с разделением по длине волны-в трансивере BiDi. Это сокращает количество жил вдвое, но требует совместимой оптики на обоих концах.
• Параллельная-оптическая связьиспользовать несколько волокон одновременно. Например, стандарт IEEE 802.3ba определяет 40GBASE-SR4, который передает по четырем волокнам и принимает более четырех волокон - всего восемь активных волокон - черезРазъем МПО/МТР. Стандарт 100GBASE-SR4 (определенный вIEEE 802.3bm-2015) также использует восемь активных волокон через интерфейс MPO-12.

Если вы предполагаете, что каждому каналу требуется ровно два волокна, вы будете недооценивать-оптические среды и переоценивать для развертываний BiDi. Всегда сначала проверяйте техническое описание трансивера.

Как определить количество клетчатки: шаг за шагом

Шаг 1. Определите тип трансивера и разъема.

Проверьте документацию на оборудование для каждого порта, который вы планируете подключить. Для SFP 1G с дуплексным интерфейсом LC требуется два волокна на канал. Для 40G QSFP+ с оптикой SR4 требуется восемь волокон на канал через разъем MPO. Для BiDi SFP нужен только один. Документируйте каждый тип ссылки, прежде чем переходить к следующему шагу.

Шаг 2. Подсчитайте активные оптоволоконные каналы

Перечислите все точки-меж-точечные соединения в вашем проекте -, а не только количество устройств. Коммутатору с 24 портами не требуется автоматически 48 волокон. Некоторые порты могут быть медными, некоторые могут не использоваться, а оптика восходящих каналов часто отличается от портов доступа. Подсчитайте фактические запланированные соединения и требования к оптоволокну индивидуально.

Например: десять дуплексных каналов LC (20 волокон) плюс два восходящих канала 40G SR4 (16 волокон) равны 36 активным волокнам -, и вы пропустите эту сумму, если подсчитаете только двенадцать устройств и умножите их на два.

Шаг 3. Добавьте запасные волокна

Строить кабельный завод с нулевыми резервными мощностями рискованно. Волокна могут быть повреждены во время установки или будущего обслуживания.Волоконно-оптическая ассоциация (FOA)рекомендует включать дополнительные волокна при выборе кабеля, чтобы учесть повреждения при установке и будущие дополнения. В руководстве по проектированию сети FOA особо отмечается, что покупка кабеля с несколькими дополнительными волокнами позволяет повредить точки сращивания или заделки, не вызывая серьезных переделок.

Обычной практической целью является поддержание первоначального использования на уровне 70–80 % или ниже от общего количества прядей кабеля, оставляя 20–30 % для расширения, изменения-прокладки или ремонта.

Шаг 4. Округлите количество кабелей до стандартного.

Волоконные кабели изготавливаются со стандартным количеством жил -, обычно 2, 4, 6, 8, 12, 24, 48, 72, 96 и 144. Кабели со свободными-трубками обычно состоят из групп трубок из 12 волокон, а ленточные кабели обычно состоят из лент по 12 волокон. Соединение MPO/MTP разработано на основе 8- и 12-волоконных интерфейсов, что делает использование кратных 12 особенно практичным для структурированных кабельных систем.

Как только вы узнаете количество активных волокон плюс запасные, округлите их до следующего стандартного количества, которое может поддерживать ваше оконечное оборудование и распределительные панели. Выбор не-стандартного количества часто приводит к задержкам в поиске и сложностям при прекращении сотрудничества.

Шаг 5: Учитывайте ограничения путей и будущую миграцию.

Технически достаточное количество кабелей может оказаться плохим-выбором в долгосрочной перспективе. Подумайте, будет ли кабелепровод или канал снова открыт -, если работы по установке уже запланированы и на пути есть место, переход к следующему стандартному количеству часто более экономически выгоден-, чем протягивание второго кабеля позже.

Также рассмотрите сценарии миграции. Если в вашей текущей конструкции используются дуплексные каналы 10G, но в будущем вероятно обновление до параллельной оптики 40G или 100G, выбор 12- или 24-волоконного кабеля сейчас позволит избежать повторного подключения, когда придет время. Стандарты структурированной кабельной системы отАНСИ/ТИА-568предназначены для обеспечения срока службы коммерческих кабелей не менее десяти лет, поэтому заблаговременное планирование является частью цели стандарта.

Краткая-справочная таблица количества волокон

Общее количество волокон и где они подходят

2-ядерные и 4-ядерные

Эти низкие значения подходят для отдельных патч-кордов типа «точка-точка» и простых подключений устройств. 2-ядерныйоптоволоконный патч-корд— это стандарт для подключения одного дуплексного порта к патч-панели или другому устройству. 4-жильный кабель обеспечивает дуплексное соединение с двумя запасными жилами или поддерживает два независимых симплексных соединения.

Эти подсчеты имеют смысл, когда кабель обслуживает одно соединение и не использует общий путь с другой инфраструктурой.

6-ядерный и 8-ядерный

6-жильный кабель может обслуживать три дуплексных канала или обеспечивать резервную емкость для одного или двух каналов с возможностью добавления в будущем. 8-жильный кабель подключается непосредственно к 8-волоконным зонам параллельной оптики 40GBASE-SR4 и 100GBASE-SR4, что делает его практичным для коротких участков, обеспечивающих одно высокоскоростное соединение без использования полной 12-жильной магистрали.

На практике 8-жильные кабели часто используются в средах MPO, где кабель обслуживает ровно один канал с параллельной оптикой.

12-ядерный

Группа из 12-волокон является фундаментальным строительным блоком оптоволоконной кабельной инфраструктуры. В кабелях со свободной трубкой волокна группируются в трубки по 12 штук. В ленточных кабелях используются ленты из 12 волокон.Разъемы МПО-12являются стандартным интерфейсом для параллельной оптики 40G и 100G. Выбор 12-жильного кабеля означает, что ваш кабель совместим практически со всеми основными экосистемами подключения, от патч-панелей до магистральных узлов.

Например, для небольшой структурированной кабельной магистрали - подключение телекоммуникационного помещения к напольной точке распределения с помощью пяти или шести дуплексных каналов - 12-core обеспечивает работоспособность и дает достаточно места для дополнений и изменений.

24-ядерный

24-жильный кабель удваивает емкость 12-жильного кабеля, сохраняя при этом те же стандарты производства и подключения. Это число является распространенным выбором для построения магистральных сетей, межэтажных соединений и сценариев, в которых трасса поддерживает только одну прокладку кабеля, но должна обслуживать несколько типов каналов в течение своего срока службы.

Двадцать-четыре жилы могут поддерживать до двенадцати дуплексных соединений, три канала SR4 40G/100G или различные комбинации дуплексных и параллельных-оптических портов - с резервной емкостью в каждом случае.

48-ядерный, 72-ядерный, 96-ядерный и выше

Более высокие значения служат для общих маршрутов, магистралей от здания-к-зданиям, межрядных-между-транкинга центров обработки данных и распределения по территории кампуса. В этом случае сам кабель становится объектом общей инфраструктуры, а не соединением с конкретным устройством. Планирование такого масштаба обычно предполагает координацию сзатворы для сращивания, патч-панели высокой-плотности иМагистральные кабельные системы МПОпредназначен для поэтапного развертывания.

Эти кабели с большим количеством-количеств имеют экономический смысл, когда затраты на монтаж и строительство дорожек перевешивают дополнительные затраты на материалы для дополнительных волокон.

Рабочие примеры

Пример 1: Помещение малого предприятия с 10 дуплексными каналами

Компании необходимо подключить телекоммуникационную комнату к десяти точкам доступа в офисной-зоне, используя трансиверы SFP 1G с дуплексными разъемами LC.

• Активные волокна: 10 каналов × 2 волокна=20 волокон
• Запасная цель (примерно 20%): 4–5 дополнительных волокон.
• Общая потребность: примерно 24–25 волокон.
• Рекомендуемый кабель: 24-жильный.

Выбор 24-жильного кабеля охватывает все активные каналы с небольшим буфером для будущих дополнений. Выбор ровно 20 волокон оставит нулевой запас и не доступен в качестве стандартного количества кабелей.

Пример 2. Строка центра обработки данных-к-строке со смешанными 10G и 40G.

Для соединения рядов центра обработки данных требуется восемь дуплексных каналов LC 10G и два канала SR4 40G.

• Каналы 10G: 8 × 2 волокна=16 волокна
• Каналы 40G SR4: 2 × 8 волокон=16 волокон
• Всего активных: 32 волокна
• Запасная цель: 8–10 волокон.
• Рекомендуемый кабель: 48-жильный.

48-жильный кабель обеспечивает место для существующих каналов и возможность будущего обновления, например добавления дополнительных подключений 40G или перехода на 100G SR4 без замены кабеля.

Пример 3. Построение магистральной сети с плановым переходом на 100G.

Магистральная сеть кампуса в настоящее время обеспечивает дуплексные каналы 10G между зданиями, но ожидается переход на параллельную оптику 100G в течение трех-пяти лет.

• Текущие активные волокна: 6 дуплексных каналов × 2=12 волокон.
• Будущие каналы 100G SR4 (оценка): 4 × 8=32 волокна.
• Комбинированная потребность с запасными частями: примерно 40–44 волокна.
• Рекомендуемый кабель: 48-жильный (или 72-жильный, если канал не будет повторно открыт)

В сценариях с магистральными сетями, где-протягивание кабеля обходится дорого или мешает работе, увеличение размера при первоначальной установке обычно является лучшим экономическим решением.

Распространенные ошибки, которых следует избегать

Подсчет устройств вместо ссылок.Коммутатору с 48 портами не всегда требуется 96 волокон. Многие порты могут быть медными, некоторые могут быть незаселенными, а в восходящих каналах часто используется другая оптика. Считайте фактические оптоволоконные каналы, а не метки портов.

Предполагая, что каждому каналу требуется два волокна.Трансиверы BiDi используют одно волокно на канал. В параллельных-оптических модулях используется восемь, двенадцать и более модулей. Количество волокон на канал зависит от типа трансивера.

Игнорирование разницы между патч-кордами и магистральными магистралями.Патч-корд обычно обслуживает одно соединение - 2 волокон является нормальным. Магистральная магистраль обслуживает множество соединений по общему маршруту, и ее размер должен быть рассчитан с учетом встроенной резервной мощности.

Покупка точного минимума.Если путь уже открыт и трудозатраты уже запланированы, дополнительные затраты на несколько дополнительных волокон в кабеле невелики по сравнению со стоимостью прокладки нового кабеля позже.Руководство по проектированию FOAособенно советует приобретать кабель с дополнительными волокнами, чтобы предотвратить переделку, вызванную повреждением в точках сращивания или заделки.

Выбор не-стандартных решений имеет значение.Нечетное количество жил (например, 10 или 18) может вызвать проблемы с выбором источников, терминальным оборудованием и совместимостью разъемов. Стандартное количество, например 12, 24 и 48, соответствует существующей панели, адаптеру иМагистральная инфраструктура МПО.

Простая формула для оценки количества клетчатки

Для большинства приложений предприятий и центров обработки данных этот расчет дает надежную начальную оценку:

Рекомендуемое количество кабелей= (Сумма активных волокон во всех каналах) ÷ 0,7, округленная до следующего стандартного количества кабелей (12, 24, 48, 72, 96, 144).

Делитель 0,7 создает примерно 30% резервной мощности. В условиях, где-протянуть кабель легко и недорого, можно использовать 0,8 (20 % запаса). Для критически важной инфраструктуры или путей, которые не будут вновь открыты, используйте 0,6 (40 % запаса).

Это планировочная смета, а не замена детального проектирования. Всегда проверяйте соответствие требованиям трансивера и координируйте с поставщиком кабелей доступные стандартные номера.

Как стандарты и отраслевая практика влияют на выбор количества волокон

Решения о количестве клетчатки не принимаются изолированно. Они сформированы стандартами структурированной кабельной системы и экосистемами поставщиков, на которые опирается большинство установок.

Стандарт ANSI/TIA-568.3-E(опубликовано в сентябре 2022 г.) определяет требования к компонентам оптоволоконных кабелей для коммерческих зданий, включая методы полярности (типы A, B, C, U1 и U2) для разъемов массива. Минимальное количество магистральных волокон как для многомодовых, так и для одномодовых составляет два волокна на порт. Эти стандарты разработаны для дуплексной связи и подключения массивов на основе 12-волоконной площади MPO.

Что касается оборудования,Техническое описание Cisco QSFP-100Gпоказан диапазон оптики, доступной только для 100G: некоторые используют дуплексный LC (100GBASE-LR4), некоторые используют MPO-12 с 8 активными волокнами (100GBASE-SR4), а некоторые используют параллельный одномодовый-мод с 12 волокнами (100GBASE-PSM4). Каждый из этих факторов создает разные требования к количеству волокон при одинаковой номинальной скорости 100G.

Вот почему шаг 1 - идентификации трансивера - должен выполняться до подсчета волокон.