Singlemode- vs. Multimode-Faser ist ein heißes Thema in der optischen Telekommunikationsbranche. Wie sieht es mit Singlemode- vs. Multimode-SFP aus? Was sind Singlemode- und Multimode-SFP? Wie kann man zwischen den beiden unterscheiden? Ist es praktikabel, Singlemode-SFP mit Multimode-Faser zu verwenden und umgekehrt? Antworten finden Sie in diesem Beitrag. 

Die Bedeutung von Single-Mode- und Multi-Mode-SFP

Singlemode- und Multimode-SFPs sind zwei SFP-Transceiver Typenaufschlüsselung nach dem Glasfaserkabel, mit dem sie arbeiten. SMF bezeichnet ein SFP, das mit Singlemode-Fasern wie OS2-Fasern verwendet wird. SMF arbeitet bei Wellenlängen von 1310nm und 1550nm; tatsächlich kann eine Wellenlänge über 1310nm als Singlemode-Wellenlänge betrachtet werden. Es eignet sich für Übertragungsdistanzen von mehr als 10km. Gängige SMF-Typen sind 1000base-LX.

Ein Multimode-SFP (MMF) bezeichnet eine SFP-Optik, die mit Multimode-Glasfaser-Patchkabeln wie OM2- und OM3-Fasern verwendet werden sollte. Das MMF arbeitet bei einer Wellenlänge von 850nm und ist für Entfernungen unter 550m geeignet. Der gängige Typ von mmf ist 1000base-SX.

Hier sind die wichtigsten Unterschiede zwischen smf SFP und mmf SFP.

Unterschied zwischen Singlemode- und Multimode-SFP

Sowohl Singlemode-SFP als auch Multimode-SFP sind kompakt Small Form-factor Pluggable Ausführungen. Auf den ersten Blick sind sie ziemlich identisch. Wie lassen sich also Singlemode- und Multimode-SFPs unterscheiden? Hier sind einige Tipps.

Identifizierung des äußeren Erscheinungsbilds - Singlemode vs. Multimode SFP Farbcodierung

Single-mode SFP vs multimode SFP ist mit unterschiedlichen Bale Clasp farbcodiert. Obwohl die Farbcodierungsregel bei verschiedenen Anbietern nicht vollständig übereinstimmt, ist der Bale Clasp von multimode SFP im Allgemeinen schwarz, und mit multimode SFP  verwendete Glasfaser-Patchkabel sind normalerweise orange (OM1/OM2), aquagrün (OM3/OM4), grün (OM5).

Abb. 1: Schwarz farbcodierte Bale Clasp 1G SFP sind Multimode-SFP und werden mit OM1/OM2-Multimode-Glasfaser-Patchkabeln in Orange, OM3, OM4 in aquagrün, oder OM5 in grün.

Die häufigste Farbe des Singlemode-SFP-Bale-Clasp ist Blau, es gibt auch einige in Gelb, Rot usw. Glasfaser-Patchkabel, die mit Singlemode-Optikmodulen verwendet werden, sind im Allgemeinen gelb.

Abb. 2: Blau/Gelb/Rot farbcodierte Bale-Clasp 1G SFP sind Singlemode-SFP und werden häufig mit gelben Singlemode-Glasfaser-Patchkabeln verwendet.

Identifizierung innerer Komponenten - Singlemode vs. Multimode SFP Sender

Das optische Modul besteht hauptsächlich aus drei Teilen: optoelektronischem Bauelement, Funktionsschaltung und optischer Schnittstelle. Sender und Empfänger sind zwei Teile des optoelektronischen Bauelements, wobei der Sender die Kernkomponente von SFP-Modulen ist.

VCSEL-Laser sind die am häufigsten verwendeten Sender für multimodale optische Module bei der Kurzstrecken-Glasfaserübertragung. Und FP- (Fabry-Perot) oder DFB（Distributed Feedback）-Laser werden üblicherweise in Singlemode-Optikmodulen für die Übertragung über mittlere bis lange Distanzen eingesetzt. VSCEL-Laser haben Vorteile im Produktionsprozess, da sie den gesamten Herstellungsprozess testen können. Der Unterschied zwischen FP- und DFB-Lasern liegt hauptsächlich in den Halbleitermaterialien und Resonatorstrukturen.

DFB hat höhere Produktionskosten und ist für Hochgeschwindigkeits- und Langstreckenübertragung ausgelegt.

Hier sind Beispiele für von QSFPTEK hergestellte SFP-Module mit unterschiedlichen Sendern für unterschiedliche Übertragungsanwendungen.

• Cisco SFP-10G-SR Kompatibles 10GBASE-SR SFP+ ist ausgestattet mit einem VCSEL Transmitter für Kurzstreckenübertragung bis max. 300m.

• Cisco GLC-LH-SM Kompatibles 1000BASE-LX/LH SFP ist mit einem FP-Sender für Langstreckenübertragungen von bis zu 10km ausgestattet.

• Cisco QSFP-40G-LR4 Kompatibles 40GBASE-LR4 QSFP+ ist mit DFB-Sendern für Langstreckenübertragung über bis zu 10km ausgestattet.

• Cisco QSFP-100G-ZR4-S Kompatibles 100GBASE-ZR4 QSFP28 ist mit EML-Sendern für Langstreckenübertragungen von bis zu 80km ausgestattet.

Spezifikationen & Funktionen

Singlemode vs. Multimode SFP Wellenlänge

Die zentralste Wellenlänge von Multimode-SFP beträgt 850nm für Kurzstreckenübertragung. Außerdem verwenden einige SFPs, die für Anwendungen über mittlere Entfernungen (typischerweise 2km) ausgelegt sind, die Wellenlänge 1310nm. Die Singlemode-Optikmodule haben einen flexibleren Bereich der zentralen Betriebswellenlänge, üblicherweise bei 1310nm und 1550nm.

Singlemode vs. Multimode SFP Entfernung

Die Anwendung des SFP-Moduls ist mit seiner Betriebswellenlänge verknüpft. Wie oben erwähnt, arbeitet Multimode-SFP hauptsächlich bei der Wellenlänge 850nm, die ideal für die Übertragung über kurze Distanzen ist. Die maximale Reichweite des 850nm-Wellenlängen-MMF-SFP-Moduls variiert jedoch mit den Datenraten und reicht von 100m (z. B. Cisco Compatible SFP-25G-SR-S, QSFP-100G-SR4-S), 150m (z. B. Cisco Compatible QSFP-40G-SR4), 300m (wie Cisco Compatible SFP-10G-SR), 550m (z. B. Cisco Compatible MGBSX1). Außerdem können einige Multimode-SFPs, die bei einer Wellenlänge von 1310nm arbeiten, Daten über bis zu 20km übertragen.

Singlemode-SFP kann nach Entfernung in 10km, 20km, 40km, 80km, 100km, 120km und mehr unterteilt werden. Nehmen wir 10G SFP+ als Beispiel, Cisco-kompatibel SFP-10G-LR in 1310nm ist für 10km, Cisco-kompatibel SFP-10G-ER in 1550nm ist für 40km, und Cisco-kompatibel SFP-10G-ZR in 1550nm ist für 80km. Sie können die maximale Entfernung anhand des Modellnamens unterscheiden.

Singlemode- vs. Multimode-SFP-Preis

Im Allgemeinen kostet ein Singlemode-SFP mehr als ein Multimode-SFP. Die Herstellungskosten unterscheiden sich hauptsächlich beim Sender. Ein Multimode-SFP mit einem VSCEL-Sender ist günstiger als ein Singlemode-SFP mit FP/DFB- oder sogar EML-Lasern. Sie können die Preise für Singlemode- und Multimode-SFPs auf der QSFPTEK-Website vergleichen.

Singlemode vs. Multimode SFP Hot-Topic-Diskussion

Zuvor haben wir darauf hingewiesen, dass Singlemode- vs. Multimode-SFP für die Singlemode- oder Multimode-Glasfaserkabel steht, die zusammen mit dem SFP verwendet werden. Der Autor stellte fest, dass Fragen zur Zusammenschaltung in einigen Foren eine hitzige Debatte ausgelöst haben – Funktioniert ein Singlemode-SFP mit Multimode-Glasfaser? Kann man Singlemode-Glasfaser mit Multimode-SFP verwenden? In den folgenden Abschnitten wird der Autor seine Ansichten zu diesem Thema erläutern.

Singlemode-SFP mit Multimode-Faser

Kann ich ein Singlemode-SFP mit einem Multimode-Kabel verwenden? Meine Antwort lautet - JA. Singlemode-SFP funktioniert mit Multimode-Faser für Kurzstreckenübertragungen innerhalb von 100 Metern. Es sollte jedoch als Lösung der letzten Wahl behandelt werden.

Grundsätzlich ist es machbar. Um diesen Punkt zu verstehen, müssen Sie sich mit dem Unterschied zwischen Singlemode- und Multimode-Faser befassen.

Identifizieren Sie zunächst die Lichtquelle von Singlemode- gegenüber Multimode-Fasern. Schnittstellen, die Multimode-Fasern verwenden, nutzen im Allgemeinen LEDs als Lichtquellen, während Schnittstellen mit Singlemode-Fasern Laser als Lichtquelle verwenden.

Zweitens: Unterscheiden Sie den Faserkern-Durchmesser von Singlemode- und Multimode-Fasern. Singlemode-Fasern haben einen sehr schmalen Faserkern - 9um/7um/5um, während Multimode-Fasern einen breiten Faserkern haben - 62.5um (OM1)/50um (OM2/OM3/OM4/OM5). 

Drittens sollten Sie den Übertragungsmodus von kennenlernen Singlemode- vs Multimode-Faser. Der Übertragungsmodus von Singlemode-Glasfaser verläuft entlang der Achse des Faserkerns, wodurch Dispersion und Leistungsverlust vermieden werden. Der Übertragungsmodus von Multimode-Glasfaser ist Brechung. Das Lichtsignal wird kontinuierlich entlang der Randwand des Faserkerns reflektiert; daher gibt es eine starke Dispersion und Verschwendung von Lichtenergie.

Der Faserkern-Durchmesser des Multimode-Patchkabels ist groß, daher ist es dafür ausgelegt, die Lichtquelle mit diesem sehr breiten Faserkern zu verbinden, aber die Übertragung reicht aufgrund des Multimode-Faserübertragungsmodus nicht weit.

Was die Praxiserfahrung betrifft, hat unser Experte entsprechende Tests im Labor durchgeführt. Die verwendeten Produktportfolios sind 2× Cisco GLC-LH-SM Compatible 1000BASE-LX/LH SFP, 1× 100m OM3 MMF-Glasfaser-Patchkabel und 2× Cisco SG110 Gigabit-Switch. Das Ergebnis zeigt, dass es tatsächlich möglich ist, Singlemode-SFP mit Multimode-Glasfaser bei Kurzstreckenübertragungen zu verwenden. Aufgrund der Eigenschaften der Multimode-Glasfaser wird diese Methode jedoch nicht für Übertragungen in Langstreckenanwendungen empfohlen. Man sollte anhand der tatsächlichen Situation entscheiden. Hier ist echtes Feedback von anderen Nutzern in der Spiceworks-Community: Leistungsverlust, CRC-Fehler und Link-Flapping usw. Wenn es sich um eine extrem dringende Situation handelt, etwa wenn es wirklich brennt, können Sie es versuchen; vielleicht eignet es sich für Ihren kurzfristigen Notfall.

Multimode-SFP mit Singlemode-Faser

Kann ich einen Multimode-Transceiver mit Singlemode-Faser verwenden? Meine Antwort lautet – es ist möglich, aber nicht empfehlenswert. Wir sehen zwar das grüne Licht, wenn ein Multimode-SFP mit Singlemode-Glasfaser verbunden wird, aber technisch gesehen gibt es einige Probleme.

Wie oben erwähnt, ist der Faserkern-Durchmesser des Singlemode-Patchkabels sehr schmal. Außerdem, Die LED-Lichtquelle des Multimode-Moduls ist sehr divergent. Wenn wir daher Singlemode-Faser mit Multimode-SFP verwenden, sollte nur ein Bruchteil des von der LED ausgesendeten Signals in den schmalen Singlemode-Faserkern gelangen. Gleichzeitig treten auch große Signalverluste, Dämpfung und starke modale Dispersion auf, wenn es in den Singlemode-Faserkern eintritt.

Deshalb empfehle ich Ihnen nicht, dies zu tun. Eine unregelmäßige Nutzung ist immer riskant, was zu unklaren Fehlern führen kann. Ich wette, Sie möchten nicht jeden Tag mit der Sorge leben, dass die Verbindung jederzeit ausfallen könnte, insbesondere bei kommerzieller Nutzung in KMU, Unternehmen und Rechenzentren. Wenn Sie multimodale SFPs mit Singlemode-Glasfaser verbinden müssen, ist eine sicherere Lösung die Verwendung von Mode-Conditioning-Patchkabeln oder Singlemode-zu-Multimode-Medienkonvertern.

Fazit

Singlemode- vs. Multimode-SFP bezieht sich auf die Aufschlüsselung des SFP-Modultyps nach dem verwendeten Glasfaserkabel. Wie erkennt man Singlemode- und Multimode-SFPs? Eine einfache und schnelle Möglichkeit ist, die Farbe der SFP-Modul-Verriegelung zu unterscheiden. Ein SFP mit schwarz farbcodiertem Bügelverschluss steht für Multimode-SFP, während SFP-Bügelverschlüsse in Blau, Gelb und Rot auf Singlemode-SFP verweisen. Weitere wesentliche Unterschiede zwischen den beiden SFP-Modultypen sind Sendertyp, zentrale Betriebswellenlänge, maximale Übertragungsdistanz, Preis von Singlemode- vs. Multimode-SFP usw. Zum Thema gemischte Nutzung von Singlemode-SFP mit Multimode-Faser: Sie ist für den Notfall machbar, aber nicht zuverlässig. Bei Multimode-SFP mit Singlemode-Faser sollten Sie daran denken, dies nicht zu tun; es ist eine Frage von Prinzip und Technologie. Schließlich empfiehlt der Autor nachdrücklich, für die beste Verbindungsleistung Singlemode-SFP mit OS2-Faser und Multimode-SFP mit OM2/OM3-Faser zu verwenden.