この詳細なシングルモードvsマルチモード比較では、これら2本の光ファイバーケーブルを直接並べて、違いを学び、どちらがファイバーケーブルシステムに最も適しているかを見つけるのに役立ちます。
この投稿では、マルチモードファイバーとシングルモードファイバーの両方を次の点で比較する方法について説明します。
しかし、最初に:シングルモードおよびマルチモードファイバーとは正確には何ですか?
シングルモードファイバとは何ですか?
SMFと短いシングルモードファイバーは、1つのモードの光しか送信できないファイバーケーブルです。典型的には、この繊維は、直径約9μmの小型の担光コアを含む。これらは、長距離の信号伝送のための小さなモード分散を特徴としています。
マルチモードファイバ(MMF)とは対照的に、シングルモードファイバ(SMF)は、より迅速かつ遠くまで光を集中させることができます。これは、長距離の高速ネットワークにとって非常に重要です。
マルチモードファイバーとは何ですか?
シングルモードファイバ(SMF)とは異なり、マルチモードファイバ(MMF)では、複数のライトモードを透過および通過できます。典型的には、この繊維は、直径約50μmまたは62.5μmの大きな軽担持コアを含む。これにより、製造が容易になり、同じ長さでコスト比が低くなります。
ただし、モード分散のため、これにより伝送接続の最大長が制限されます。したがって、これらのファイバーは主に信号の短距離伝送用です。
一般的にマルチモードファイバは5つのタイプに分けることができます。
- OM1: 直径62.5μmでオレンジ色のジャケットが付いています。850/1300nmで200/500MHz*kmのオーバーフィルドローンチ(OFL)帯域幅を備え、100メガビットおよび1Gイーサネットアプリケーションに適しています。
- OM2: 直径50μm、オレンジ色のジャケットです。850/1300nmで200/500MHz*kmのオーバーフィルドローンチ(OFL)帯域幅を備え、100メガビット、1G、および10Gイーサネットアプリケーションに適しています。
- OM3: レーザーに最適化されたMMFファイバーは、2000MHz*kmの有効モーダル帯域幅をサポートします。直径50μmとアクアジャケット付き。
- OM4: さらにレーザーに最適化されたファイバーは、4700MHz*kmのEMB帯域幅をサポートします。10 Gb/秒、40 Gb/秒、100 Gb/秒の伝送に対応。
- OM5: WBMMF(広帯域マルチモードファイバー)とも呼ばれ、2本のファイバーを使用して、40 GB / s、100 GB / sから400 GB / sの範囲の速度でデータを転送します。
シングルモードファイバ(SMF) vs マルチ モード ファイバ(MMF), 違いは何ですか?
それらの定義を学んだので、それらの違いを比較する時が来ました。
さまざまな要因に基づいて、以下のベンチマークを比較に取り入れました。
1. コア径
シングルモードファイバとマルチモードファイバは、物理的なコア寸法が異なります。
下の図は、さまざまなコア直径の比較を示しています。
シングルモードファイバのコアサイズは小さく、最も一般的な典型的な直径は9μmですが、他のサイズもあります。減衰が少なく、より高い帯域幅とより長い伝送距離をサポートします。
マルチモードコアサイズははるかに大きく、通常は62.5μmまたは50μmです。繊維の種類にもよりますが、OM1の直径は62.5μm、OM2 / OM3 / OM4 / OM5はすべて直径50μmです。
サイズには明らかな違いがありますが、肉眼でこれらの違いを確認するのは簡単ではありません。それは、それらがすべて人間の髪の毛の幅よりも小さいためです。通常、光ファイバーケーブルに印刷されたコードを確認して確認できます。
ただし、保護クラッドがある場合、シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの直径は125μmです。
2. 波長
マルチモードファイバーは通常、850nmおよび1300nmの短波長に適しています。大きなファイバーコアを備えているため、業界はLED(発光ダイオード)やVCSEL(垂直共振器面発光レーザー)などの低コストのコンポーネントを備えたトランシーバーを提供できます。
| 比べる | OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | OM5 | OS2 |
| 波長 | 850nm, 1300nm | 850nm, 1300nm | 850nm, 1300nm | 850nm, 1300nm | 850nm, 953nm, 1300nm | 1310nm, 1490nm, 1550nm, CWDM&DWDM |
Whereroseシングルモードは通常、1310nm、1490nm、1550nm、WDMなどの長波長をサポートします。ファイバーコアの直径が小さいため、高精度のカップリングとはるかに長い距離が可能になります。波長は通常、FP、DFB、およびEML光源によって作成されます。
3. 帯域幅
これら2種類のファイバーは、異なる帯域幅を提供します。簡単に比較してみましょう。
シングルモード光ファイバーケーブルは単一光源モードをサポートしているため、減衰が少なく、分散が少なくなります。その結果、ほぼ無制限の帯域幅を提供できます。そのため、電気通信用の長距離にわたる高速相互接続に適しています。
| 比べる | OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | OM5 | OS2 |
| 最小オーバーフィルモーダル帯域幅長 | 200MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm |
500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm |
1500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm |
3500MHz-km @850nm 500MHz-km @1300nm |
3500MHz-km @850nm 1850MHz-km @953nm 500MHz-km @1300nm |
NA |
| 最小有効モーダル帯域幅長 | 必須ではありません | 必須ではありません | 2000 MHz-km@850nm | 4700MHz-km @850nm | 4700MHz-km @850nm | NA |
ただし、マルチモード光ファイバーケーブルは複数の光モードを送信できます。また、減衰が大きく、分散が大きい。そのため、帯域幅が制限されています。
この点で、シングルモードファイバが勝者です。
4. 減衰
シングルモードファイバは、通常、マルチモードよりも減衰が低くなります。対照的に、マルチモードファイバは減衰に対してより脆弱です。
以下の表は、減衰の比較を示しています。
| 比べる | OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | OM5 | OS2 |
| 最大減衰 | 3.5dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm |
3.5dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm |
3.0dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm |
3.0dB/km @850nm 1.5dB/km @1300nm |
3.0dB/km @850nm 2.3dB/km @953nm 1.5dB/km @1300nm |
0.5dB/km @1310nm 0.5dB/km @1550nm |
5. カラーコード
色が異なると、ケーブルの種類を簡単に区別できます.TIA-598Cは、業界に推奨されるカラーコードを定義します。
- マルチモードOM1とOM2には通常オレンジ色のジャケットが付いています。
- OM3とOM4には通常、Auqaカラージャケットがあります。
- OM5は緑色に着色された。
- シングルモードOS1およびOS2は通常イエロージャケット付きです。
6. 距離
減衰とモード分散が少ないため、シングルモードはマルチモードよりもはるかに長い送信距離を提供します。
その結果、マルチモードファイバーケーブルは短いリンク(たとえば、1Gbpsの場合は550m)でのみ使用され、低コストを提供します。ただし、シングルモードケーブルは主に非常に長距離の伝送用です。
| 比べる | OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | OM5 | OS2 |
| 距離 | 200m (100Mbps) 275m (1Gbps) |
200m (100Mbps) 275m, (1Gbps) 82m (10Gbps) |
200m (100Mbps) 550m, (1Gbps) 300m, (10Gbps) 100m, (40Gbps) 100m,(100Gbps) |
200m (100Mbps) 550m (1Gbps) 400m (10Gbps) 150m (40Gbps) 150m (100Gbps) 100m (400Gbps) |
200m (100Mbps) 550m (1Gbps) 400m (10Gbps) 300m (40Gbps) 300m (100Gbps) (400Gbps) 100m (800Gbps) |
180km (100Mbps) 180m (1Gbps) 100km (10Gbps) 80km (40Gbps) 80km (100Gbps) (400Gbps) 80km (800Gbps) |
7. 費用
それについて話すとき、我々は3つのセグメントに基づいて総費用を考慮します。
7A. ファイバーケーブルのコスト
シングルモードファイバーには多くの利点があるため, 多くの人は、シングルモードケーブルはマルチモードケーブルよりも高価だと思うかもしれません.
ただし、その逆が当てはまります。それは奇妙ではありませんか?
その理由は、シングルモードファイバは製造効率が高く、マルチモードファイバと比較して平均20~30%節約できるためです。より高価なOM3 / OM4 / OM5ファイバーを検討する場合、シングルモードで約50%以上節約できます。
ただし、別の重要なコストである光トランシーバーを考慮する必要があります。
7B. トランシーバーのコスト
ファイバーケーブルの重要なセグメントとして、光トランシーバーはコストシェアの大部分を占めます。場合によっては、総費用の70%を共有することもあります。
シングルモードトランシーバーは、通常、マルチモードの1.2~6倍のコストがかかります。シングルモードは通常、はるかに高価な高出力レーザーダイオード(LD)を利用するためです。マルチモードデバイスは通常、低コストのLEDまたはVCSELを使用します。
Optcoreトランシーバーを例にとると、以下の表のコストを比較します。
| トランシーバー | 形容 | 価格 |
| 1G SFP LX | 汎用 1000BASE-LX/LH SFP 1310nm 20km モジュール | 808.0円 |
| 1G SFP SX | 汎用 1000BASE-SX SFP 850nm 550m モジュール | 808.0円 |
| 10G SFP+ LR | 汎用 10GBASE-LR SFP+ 1310nm 10km モジュール | 2055.0円 |
| 10G SFP+ SR | 汎用 10GBASE-SR SFP+ 850nm 300 モジュール | 1370.0円 |
| 25G SFP28 LR | 汎用 25GBASE-LR SFP+ 1310nm 10km モジュール | 5754.0円 |
| 25G SFP28 SR | 汎用 25GBASE-SR SFP+ 850nm 100m モジュール | 3151.0円 |
| 100G QSFP28 LR4 | 汎用 100GBASE-LR4 QSFP28 1310nm 10km モジュール | 40963.0円 |
| 100G QSFP28 SR4 | 汎用 100GBASE-SR4 QSFP28 850nm 100m モジュール | 6713.0円 |
-
Mellanox MC3208011-EX Kompatibel 1000BASE-EX 1310nm 40km SFP Modul1,370.00 円 -
Cisco GLC-TA互換10/100/1000BASE-T SFP RJ45モジュール2,329.00 円 -
MikroTik S-RJ01互換10/100/1000BASE-T SFP RJ45モジュール2,329.00 円 -
Netgear AGM734互換1000BASE-T SFP RJ45モジュール2,124.00 円 -
汎用 SFP-1G-T互換1000BASE-T SFP RJ45モジュール2,124.00 円 -
Intel E1GSFPT互換1000BASE-T SFP RJ45モジュール2,124.00 円
7C. システムアップグレードコスト
思考の劇的な成長により、ケーブルシステムのアップグレードと拡張が促進されます。一般的に、シングルモードファイバーケーブルは、スケーラビリティ、柔軟性、および弾力性を向上させます。
マルチモードファイバは、帯域幅が限られ、距離が短いため、将来の長距離および大量の信号伝送のニーズを満たすことが困難になります。
さらに、シングルモードファイバの場合、スイッチとトランシーバを変更するだけでシステムを簡単にアップグレードできますが、新しいファイバを敷設する必要はありません。
マルチモードファイバーの場合、高速伝送のためにOM2をOM3に置き換えてから0M4に置き換える必要があります。ただし、床の下に置く繊維を交換するには、はるかに多くの費用がかかります。
要約すると、MMFは短距離の総コストを低く抑えます。シングルモードファイバーは、中距離から長距離に最適です。
サイドノート:それらを比較するときは、システム全体のコストを考慮することを忘れないでください。1つではなく3つの部品のコストを考慮してください。そうでなければ、単線ケーブルを節約しても、システムのコストが高くなる可能性があります。
8. アプリケーション
上記の比較を考えると、シングルモードは主にテレコム、データコム、およびCATVネットワークの長距離バックボーンおよびメトロシステム用です。
マルチモードファイバーは、主に比較的短距離のアプリケーション向けです。
たとえば、データセンター、クラウドコンピューティング、セキュリティシステム、LAN(ローカルエリアネットワーク)などです。
シングルモードファイバとマルチモードファイバに関するFAQ
シングルモードファイバーはどこまで行くことができますか?
ほとんどのアプリケーションでは、シングルモードケーブルの最大距離は約160キロメートルをサポートします。しかし、分散補償ファイバーは200キロメートル以上の距離をサポートします。
マルチモードファイバーはどこまで行くことができますか?
データ速度とファイバータイプによって異なります。例として一般的なOM2を取り上げます。1Gbpsで最大550m、10Gbpsで最大82mをサポートします。ただし、すべてのマルチモードファイバーで、最大距離は2km未満になります。
シングルモードファイバの許容可能なdB損失はどれくらいですか?
EIA/TIA 568によると、SMF損失は1310nmソースで約0.5dB/km、1550nmソースで0.4dB/kmです。
マルチモードファイバの許容可能なdB損失はどれくらいですか?
EIA/TIA 568によると、MMF損失は850nmソースで約3dB/km、1300nmソースで1dB/kmです。
シングルモードでマルチモードファイバーを使用できますか?
いいえ、できません。コア径が異なり、伝送する光モードの数も異なるため、2本のファイバを混合したり、直接接続したりすると、大きな光損失が発生し、リンクの羽ばたきやダウンが発生します。
シングルモードファイバとマルチモードファイバを識別する方法は?
ほとんどの繊維については、異なる色のジャケットで識別します。黄色はシングルモードを表し、オレンジまたはアクアはマルチモードを表します。
シングルモードファイバーを短距離で使用できますか?
はい、そうかもしれません。ただし、過負荷やレシーバーの損傷を避けるために、適切な光減衰を追加する必要があります。
マルチモードファイバーは10GBをサポートできますか?
はい、すべてのマルチモードファイバーは10Gbをサポートしていますが、リンク距離は速度によって異なります。OM1 は最大 33m のみをサポートし、OM2 は 82m をサポートします。したがって、1Gネットワ ークにOM2とOM10を使用することはお勧めしません。10Gbネットワークには、より高いグレードのOM3またはOM4を使用することをお勧めします。
マルチモードトランシーバーはシングルモードファイバーで使用できますか?
一般的には、いいえ。マルチモードトランシーバーがシングルモードファイバーに接続すると、大きな光損失が発生します。ただし、その逆が機能します。たとえば、モードコンディショニングファイバケーブルを利用すると、1000BASE-LXシングルモードトランシーバは、距離を短くしたマルチモードファイバ上で機能する可能性があります。
最後の言葉
この投稿を読んだ後、シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの主な違いがわかりました。簡単に言うと、コアサイズ、ライトモード、距離、帯域幅、およびアプリケーションです。マルチモードケーブルは、LAN、企業、コンピューティング、データセンターで広く使用されています。シングルモードは、テレコム、データコム、CATVネットワークなどの中距離および長距離アプリケーションに適しています。
選択するファイバーに関係なく、システム全体のコストを計算し、将来の帯域幅のニーズを考慮することを忘れないでください。将来的にはさらに節約できます。
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