Одномодовое и многомодовое оптоволокно — популярная тема в индустрии оптических телекоммуникаций. А как насчет одномодовых и многомодовых SFP? Что такое одномодовый и многомодовый SFP? Как отличить их друг от друга? Возможно ли использовать одномодовый SFP с многомодовым волокном и наоборот? Найдите ответы в этой публикации. 

Значение одномодовых и многомодовых SFP

Одномодовые и многомодовые SFP — это два SFP-трансивера разбивка по типам в зависимости от оптоволоконного кабеля, с которым они работают. SMF означает SFP, используемый с одномодовыми волокнами, такими как волокно OS2. SMF работает на длинах волн 1310nm и 1550nm; фактически длина волны свыше 1310nm может рассматриваться как одномодовая. Он подходит для передачи на расстояния более 10km. Распространенным типом SMF является 1000base-LX.

Многомодовый SFP (MMF) означает оптический модуль SFP, который следует использовать с многомодовыми оптическими патч-кордами, такими как оптические волокна OM2 и OM3. MMF работает на длине волны 850nm и подходит для расстояний менее 550m. Распространённым типом MMF является 1000base-SX.

Вот основные различия между одномодовыми SFP и многомодовыми SFP.

Разница между одномодовыми и многомодовыми SFP

Одномодовые SFP и многомодовые SFP имеют компактные размеры Малогабаритный подключаемый модуль Они. На первый взгляд они практически идентичны. Итак, как определить SFP для одномодового и многомодового волокна? Вот несколько советов.

Идентификация внешнего вида - Одномодовые и многомодовые SFP: сравнение Цветовая кодировка

Одномодовые и многомодовые SFP-модули различаются по цветовой маркировке фиксатора Bale Clasp. Хотя правила цветовой маркировки у разных производителей не полностью совпадают, обычно фиксатор Bale Clasp многомодового SFP-модуля имеет черный цвет, а оптические патч-корды, используемые с многомодовыми SFP-модулями,  обычно бывают оранжевыми (OM1/OM2), бирюзовыми (OM3/OM4) или зелеными (OM5).

Рис. 1: одномодовые SFP Bale Clasp 1G с черной цветовой маркировкой являются многомодовыми SFP и используются с оранжевыми многомодовыми оптоволоконными патч-кордами OM1/OM2, OM3, OM4 в аква-зелёный, или OM5 внутри зеленый.

Наиболее распространённый цвет защёлки SFP Bale Clasp для одномодовых модулей — синий, также встречаются жёлтые, красные и другие варианты. Оптоволоконные патч-корды, используемые с одномодовыми оптическими модулями, обычно имеют жёлтый цвет.

Рис. 2. Одномодовые SFP Bale Clasp 1G с цветовой маркировкой синим, жёлтым и красным цветами часто используются с жёлтыми одномодовыми оптоволоконными патч-кордами.

Идентификация внутренних компонентов - Одномодовые и многомодовые SFP: сравнение Передатчик

Оптический модуль в основном состоит из трех частей: оптоэлектронного устройства, функциональной схемы и оптического интерфейса. Передатчик и приемник являются двумя частями оптоэлектронного устройства, причем передатчик — это основной компонент модулей SFP.

Лазеры VCSEL являются наиболее часто используемыми передатчиками многомодовых оптических модулей для передачи по оптоволокну на короткие расстояния. Лазеры FP (Fabry-Perot) или DFB（Distributed Feedback）обычно используются в одномодовых оптических модулях для передачи на средние и большие расстояния. Лазеры VSCEL имеют преимущества в производственном процессе, поскольку позволяют тестировать весь производственный процесс. Различие между лазерами FP и DFB в основном заключается в полупроводниковых материалах и конструкциях резонаторных полостей.

DFB имеет более высокую стоимость производства и предназначен для высокоскоростной передачи данных на большие расстояния.

Ниже приведены примеры модулей SFP производства QSFPTEK с различными передатчиками для разных приложений передачи данных.

• Cisco SFP-10G-SR Совместимый 10GBASE-SR SFP+ оснащён VCSEL передатчик для передачи данных на короткие расстояния до 300 м.

• Cisco GLC-LH-SM Совместимый SFP 1000BASE-LX/LH оснащен передатчиком FP для дальней передачи на расстояние до 10 км.

• Cisco QSFP-40G-LR4 Совместимый 40GBASE-LR4 QSFP+ оснащён передатчиками DFB для дальней передачи на расстояние до 10 км.

• Cisco QSFP-100G-ZR4-S Совместимый 100GBASE-ZR4 QSFP28 оснащен передатчиками EML для дальней передачи на расстояние до 80 км.

Спецификации и функциональные возможности

Одномодовые и многомодовые SFP: сравнение Длина волны

Наиболее распространенная центральная длина волны многомодовых SFP составляет 850nm для передачи на короткие расстояния. Кроме того, некоторые SFP, предназначенные для приложений со средней дальностью (обычно 2km), используют длину волны 1310nm. Одномодовые оптические модули имеют более гибкий диапазон рабочих центральных длин волн, обычно 1310nm и 1550nm.

Одномодовые и многомодовые SFP: сравнение Расстояние

Применение модуля SFP связано с его рабочей длиной волны. Как упоминалось выше, многомодовый SFP работает в основном на длине волны 850nm, которая идеально подходит для передачи на короткие расстояния. Однако максимальная дальность модуля MMF SFP на длине волны 850nm зависит от скорости передачи данных и составляет от 100m (например, Cisco Compatible SFP-25G-SR-S, QSFP-100G-SR4-S), 150m (например, Cisco Compatible QSFP-40G-SR4), 300m (например, Cisco Compatible SFP-10G-SR), 550m (например, Cisco Compatible MGBSX1). Кроме того, некоторые многомодовые SFP, работающие на длине волны 1310nm, могут передавать данные на расстояние до 20km.

Одномодовые SFP можно разделить по дальности на 10 км, 20 км, 40 км, 80 км, 100 км, 120 км и более. В качестве примера рассмотрим 10G SFP+, Cisco совместимый SFP-10G-LR на 1310nm предназначен для 10km, совместим с Cisco SFP-10G-ER на длине волны 1550nm предназначен для 40km и совместим с Cisco SFP-10G-ZR на длине волны 1550nm обеспечивает дальность 80km. Максимальную дальность можно определить по названию модели.

Цена одномодового и многомодового SFP

В целом покупка одномодового SFP обходится дороже, чем многомодового SFP. Стоимость производства различается главным образом из-за передатчика. Многомодовый SFP с передатчиком VSCEL дешевле, чем одномодовый SFP с лазером FP/DFB или даже EML. Цены на одномодовые и многомодовые SFP можно проверить на веб-сайте QSFPTEK.

Актуальное обсуждение: SFP с одномодовым и многомодовым волокном

Ранее мы отмечали, что обозначение SFP для одномодового или многомодового волокна указывает на одномодовые или многомодовые оптоволоконные кабели, используемые вместе с SFP. Автор обнаружил, что вопросы взаимного подключения вызвали жаркие споры на некоторых форумах – Будет ли одномодовый SFP работать с многомодовым волокном? Можно ли использовать одномодовое волокно с многомодовым SFP? В следующих абзацах автор изложит свое мнение по этой теме.

Одномодовый SFP с многомодовым волокном

Можно ли использовать одномодовый SFP с многомодовым кабелем? Мой ответ: ДА. Одномодовый SFP работает с многомодовым волокном при передаче на короткие расстояния до 100 метров. Однако такой вариант следует рассматривать как крайнее средство.

В принципе, это возможно. Чтобы понять этот момент, необходимо разобраться в разнице между одномодовым и многомодовым волокном.

Сначала определите источник света для одномодового и многомодового оптоволокна. В интерфейсах, использующих многомодовое оптоволокно, в качестве источников света обычно применяются светодиоды, тогда как в интерфейсах, использующих одномодовое оптоволокно, источником света служат лазеры.

Во-вторых, следует различать диаметр сердцевины одномодового и многомодового волокна. Одномодовое волокно имеет очень узкую сердцевину — 9um/7um/5um, тогда как многомодовое волокно имеет широкую сердцевину — 62.5um (OM1)/50um (OM2/OM3/OM4/OM5). 

В-третьих, ознакомьтесь с режимом передачи одномодовое и многомодовое оптическое волокно. Режим передачи одномодового волокна проходит вдоль оси сердцевины волокна, что позволяет избежать дисперсии и потери мощности. Режим передачи многомодового волокна основан на преломлении. Световой сигнал будет непрерывно отражаться вдоль боковой стенки сердцевины волокна, поэтому возникает значительная дисперсия и происходит потеря световой энергии.

Диаметр сердцевины многомодового патч-корда велик, поэтому он предназначен для соединения источника света с этой очень широкой сердцевиной оптоволокна, однако дальность передачи невелика из-за режима передачи по многомодовому волокну.

Что касается практического опыта, наш эксперт провёл соответствующие испытания в лаборатории. В использованный набор продуктов вошли 2× совместимых с Cisco GLC-LH-SM 1000BASE-LX/LH SFP, 1× 100m оптоволоконный патч-корд OM3 MMF и 2× гигабитных коммутатора Cisco SG110. Результат показывает, что действительно возможно использовать одномодовый SFP с многомодовым оптоволокном при передаче на коротких расстояниях. Однако из-за характеристик многомодового оптоволокна не рекомендуется использовать этот метод для передачи на больших расстояниях. Решение следует принимать с учётом фактической ситуации. Вот реальные отзывы других пользователей из сообщества Spiceworks: потеря мощности, ошибки CRC, флаппинг соединения и т. д. Если ситуация крайне срочная, например пожар уже начался, можно попробовать; возможно, это решение подойдёт для краткосрочной аварийной ситуации.

Многомодовый SFP с одномодовым оптоволокном

Можно ли использовать многомодовый трансивер с одномодовым оптоволокном? Мой ответ: это возможно, но не рекомендуется. Мы действительно видим зеленый индикатор при подключении многомодового SFP к одномодовому волокну, однако с технической точки зрения возникают определенные проблемы.

Как упоминалось выше, диаметр сердцевины одномодового коммутационного кабеля очень мал. Кроме того, Источник света на светодиодах многомодового модуля имеет очень большую расходимость. Поэтому при использовании одномодового волокна с многомодовым SFP в узкую сердцевину одномодового волокна попадает лишь часть сигнала, излучаемого светодиодом. При этом при входе сигнала в сердцевину одномодового волокна также возникают значительные потери сигнала, затухание и сильная модовая дисперсия.

Именно поэтому я не рекомендую так поступать. Нерегламентированное использование всегда сопряжено с риском и может привести к непредсказуемым неисправностям. Уверен, вы не хотите каждый день жить в тревоге из-за того, что соединение может отказать в любой момент, особенно при коммерческом использовании в малом и среднем бизнесе, на предприятиях и в центрах обработки данных. Если вам действительно необходимо соединить многомодовый SFP с одномодовым волокном, более надежным решением будет использовать патч-корды для согласования мод или медиаконвертеры для преобразования одномодового сигнала в многомодовый.

Заключение

Одномодовый и многомодовый SFP обозначают тип модуля SFP, классифицируемый по типу используемого с ним оптоволоконного кабеля. Как определить одномодовые и многомодовые SFP? Легко и быстро различить их можно по цвету защёлки модуля SFP. SFP с защёлкой чёрного цвета обозначает многомодовый SFP, тогда как защёлка SFP синего, жёлтого или красного цвета указывает на одномодовый SFP. Другие основные различия между двумя типами модулей SFP включают тип передатчика, рабочую центральную длину волны, максимальную дальность передачи, цену одномодовых и многомодовых SFP и т. д. Что касается совместного использования одномодового SFP с многомодовым волокном, это допустимо для срочного применения, но ненадёжно. Для многомодового SFP с одномодовым волокном запомните: так делать нельзя; это вопрос принципа и технологии. Наконец, для достижения наилучшей производительности соединения автор настоятельно рекомендует использовать одномодовый SFP с волокном OS2, а многомодовый SFP с волокном OM2/OM3.