Ethernet a światłowód: kluczowe różnice, koszty i kiedy używać każdego z nich w sieci

Arkusze ofert dotyczące modernizacji sieci fabrycznej sprawiają, że decyzja wydaje się prosta: kategoria 6A jest wyceniana według opakowania, podczas gdy światłowód biegnący na tej samej stronie jest wyceniany na podstawie licznika plus robocizna za spawanie. Ta luka cenowa odzwierciedla rzeczywistą różnicę w miejscu przynależności każdego medium. Krótka odpowiedź na pytanie dotyczące Ethernetu i światłowodu: Ethernet miedziany pozostaje najbardziej ekonomicznym wyborem dla łączy w promieniu 100 metrów, szczególnie gdy zasilanie musi dotrzeć do kamer lub punktów dostępowych tym samym kablem, podczas gdy światłowód przejmuje kontrolę w momencie, gdy odcinek się wydłuża, łącze potrzebuje więcej niż 10 G lub trasa przechodzi przez terytorium wrogie pod względem elektrycznym. Wszystko inne w tym porównaniu wynika z tych trzech czynników.

Do czego właściwie odnoszą się terminy „Ethernet” i „światłowód”.

Ethernet nie jest typem kabla. Jest to rodzina protokołów IEEE 802.3, która przenosi ramki danych w sieciach lokalnych i wykorzystuje zarówno skrętkę miedzianą, jak i światłowód szklany. To, co większość kupujących ma na myśli, mówiąc „Ethernet” a „światłowód”, tak naprawdę dotyczy medium fizycznego: miedzi i szkła.

Miedziany kabel Ethernet jest konstrukcją zbalansowanej skrętki, zwykle czterech par w jednej powłoce, zakończonej wtykami i gniazdami RJ45. Przenosi sygnały elektryczne, a jego sufit pochodzi z zależnego od częstotliwości tłumienia i przesłuchu między parami. Zamiast tego kabel światłowodowy przenosi światło przez szklany rdzeń. Konstrukcje jednomodowe z rdzeniem o grubości 9 mikronów, standaryzowane jako ITU-T G.652D, osiągają zasięg kilkudziesięciu kilometrów, natomiast konstrukcje wielomodowe z rdzeniem o grubości 50 mikronów (OM3, OM4, OM5) obsługują krótsze, szybkie łącza wewnątrz budynków. Aby zapoznać się z zestawieniem dwóch mediów na poziomie konstrukcyjnym, zapoznaj się z naszym przewodnikiem kabel światłowodowy vs kabel miedziany szczegółowo omawia różnice.

Wydajność: Odległość najpierw wyznacza granicę

Limit kanału wynoszący 100 metrów jest najczęściej podawaną liczbą w okablowaniu miedzianym i często jest błędnie odczytywany. TIA-568 pozwala na 90 metrów stałego łącza plus kable krosowe; poza tym wydajność przy prędkości znamionowej nie jest już gwarantowana. Kategoria 6A obsługuje 10GBASE-T na pełnych 100 metrach, kategoria 6 obsługuje 10G tylko do około 55 metrów, po czym wraca do 1G, a kategoria 8 osiąga 25–40 Gb/s, ale tylko w zasięgu 30 metrów na poziomie szafy. Połączone kable tracą dalszy margines, ponieważ przesłuchy obce między sąsiadami rosną wraz z częstotliwością.

Fibre gra według innych zasad. Wielomodowy OM3 obsługuje prędkość 10 Gb/s na dystansie do 300 metrów, OM4 rozciąga ją do około 400 metrów i obsługuje 100 Gb/s na krótkich dystansach, a jednomodowe łącze OS2 przenosi 10 Gb/s na 10 kilometrów przy standardowej optyce LR. Dzięki tłumieniu mierzonemu w ułamkach decybeli na kilometr, odległość przestaje być ograniczeniem, gdy znajdziesz się na szkle.

Warto obalić jeden mit: światłowód nie oznacza mniejszego opóźnienia na metr. Światło w szkle i sygnały w miedzi przemieszczają się z około dwiema trzecimi prędkości światła, więc na dystansie 90 metrów różnica wynosi nanosekundy. Pomiędzy budynkami pojawiają się prawdziwe luki, gdzie światłowód biegnie bezpośrednio, a miedź w ogóle nie może dotrzeć.

Koszt: oceniaj cały kanał, a nie cenę kabla

Porównywanie ceny za metr schlebia włóknu, a to porównanie wprowadza w błąd. Metr szkła OS2 lub OM4 często kosztuje mniej niż metr certyfikowanego szkła Cat6A. Prawdziwa różnica leży po obu końcach łącza: każdy port światłowodowy wymaga transceivera SFP lub SFP, terminacja wymaga połączenia termojądrowego lub precyzyjnych złączy mechanicznych, a testy akceptacyjne wymagają OTDR, a nie certyfikatora miedzianego. Natomiast miedziane porty RJ45 są już wbudowane w prawie każdy przełącznik i interfejs sieciowy.

Drugim czynnikiem wahadłowym jest praca. Instalator może zakończyć instalację miedzianą w terenie w ciągu kilku minut, natomiast łączenie włókien wymaga sprzętu i umiejętności, które wiele zespołów zleca zewnętrznym firmom. Jedna lub dwie krótkie serie faworyzują miedź w całkowitym koszcie instalacji; te same prace związane z łączeniem w obrębie szkieletu budynku lub kampusu składającego się z wielu budynków szybko odwracają ekonomię w stronę światłowodów.

Dwie pułapki zakupowe powodują większość awarii w terenie. Pierwszą z nich jest niedopasowana optyka: wielomodowy transceiver na szkle jednomodowym nie będzie łączył się i sytuacja jest odwrotna. Drugim jest niedocenianie trasy, na przykład umieszczanie nieuzbrojonego kabla wewnętrznego w miejscach, gdzie wilgoć, gryzonie lub wymagania przepisów przeciwpożarowych wymagają większej ochrony. Obydwa są znacznie tańsze w naprawie na karcie specyfikacji niż po instalacji.

Moc, zakłócenia i bezpieczeństwo

Miedź ma jedną zdecydowaną zaletę: zasilanie przez Ethernet. W standardach 802.3af, 802.3at i 802.3bt te same pary, które przenoszą dane, dostarczają około 15, 30 lub do 90 watów, co utrzymuje przy życiu kamery IP, punkty dostępowe i telefony stacjonarne. Światłowód nie przenosi energii elektrycznej, więc urządzenie na szkle wymaga lokalnego zasilania lub optoelektronicznego kabla kompozytowego z przewodnikami wbudowanymi wzdłuż włókien.

Hałas elektryczny odwraca tę zaletę. Szkło jest odporne na zakłócenia elektromagnetyczne, nie wytwarza przesłuchów i nie tworzy pętli uziemienia pomiędzy budynkami, co czyni go bezpieczniejszym wyborem w pobliżu podstacji, przetwornic częstotliwości lub linii energetycznych. Konstrukcje całkowicie dielektryczne eliminują również problemy związane z indukcją piorunów na odsłoniętych trasach. Zespoły ds. bezpieczeństwa preferują światłowód z drugiego powodu: nie emituje on fal radiowych, a przechwycenie go wymaga fizycznego przerwania łącza, podczas gdy nieekranowana miedź może być odczytana z emitowanych przez nią sygnałów.

Kiedy miedziany Ethernet jest nadal właściwym wyborem

Miedź pozostaje rozsądną opcją domyślną w następujących przypadkach:

• Zrzuty komputerów stacjonarnych, drukarek i punktów dostępowych pozostają w kanale o promieniu 100 metrów.
• Punkty końcowe czerpiące energię poprzez PoE.
• Małe biura, w których kilka krótkich serii nie uzasadnia łączenia sprzętu ani wizyt wykonawców.
• Miejsca, w których wewnętrzny personel musi przenieść i ponownie zakończyć okablowanie za pomocą standardowych narzędzi.

Gdzie włókno przoduje

Światłowód staje się domyślnym w czterech sytuacjach: w każdym przypadku, gdy biegnie się poza kanałem miedzianym, w łączach szkieletowych przenoszących przepustowość 10 G lub więcej między piętrami lub budynkami, w przypadku tras w środowiskach z zakłóceniami elektrycznymi oraz w przypadku każdej instalacji, która ma przetrwać kilka generacji sprzętu. Wstawione dziś w ścianę szkło poradzi sobie z optyką, jakiej jeszcze nie ma; jedynie transceivery na końcach wymagają modernizacji.

Wewnątrz budynków większość instalacji poziomych i pionowych rozpoczyna się od standardowego światłowodu jednomodowego G.652D lub zoptymalizowanego laserowo światłowodu wielomodowego, dopasowanego do optyki używanej już przez przełączniki.

Światłowód jednomodowy G.652D do kabli Standardowe włókno G.652D z określonym tłumieniem, długością fali odcięcia i średnicą pola modowego. Nadaje się do wewnętrznych ciągów poziomych i pionowych, gdzie światłowód stanowi szkielet pomiędzy pomieszczeniami ze sprzętem a każdym piętrem. Zobacz produkt →

Prawdziwe sieci używają obu

Przejdź się po prawie każdym budynku przedsiębiorstwa, a znajdziesz ten sam wzór hybrydowy: światłowód stanowi szkielet pomiędzy głównym pomieszczeniem ze sprzętem a każdym piętrem, a następnie miedziane przewody na ostatnich 100 metrach do biurek, kamer i punktów dostępu. Przełączniki z portami łącza zwrotnego SFP i konwerterami mediów umożliwiają wymianę obu mediów w szafie.

Ta sama logika skaluje się w obu kierunkach. W domu doprowadzony jest kabel światłowodowy do terminala naściennego, a następnie do sieci Ethernet i Wi-Fi. Kampus przemysłowy łączy budynki oddalone od siebie o setki metrów lub kilka kilometrów za pomocą opancerzonego kabla zewnętrznego zbudowanego z myślą o wilgoci i naprężeniach mechanicznych.

Zewnętrzny kabel światłowodowy opancerzony z centralną tubą GYXTW Kompaktowy kabel z rurką centralną, pancerzem z falistej taśmy stalowej, blokadą wody i osłoną z polietylenu. Jego wytrzymałość mechaniczna i wodoodporność pasują do połączeń między budynkami lub na terenie kampusu przemysłowego. Zobacz produkt →

Niezależnie od tego, jakie medium zostanie użyte, zworki i kable krosowe na każdym końcu zasługują na taką samą uwagę, jak łącze stałe, ponieważ marginalny przewód lub brudne złącze mogą osłabić działanie kanału, który w przeciwnym razie byłby zgodny.

Lista kontrolna przed złożeniem zamówienia

1. Zmierz każdy przebieg i zaznacz wszystko powyżej 90 metrów stałego łącza światłowodowego.
2. Policz punkty końcowe PoE i całkowitą moc, aby budżety mocy przełącznika odpowiadały liście urządzeń.
3. Przejdź się trasą i zwróć uwagę na źródła zakłóceń, takie jak silniki, spawacze i linie energetyczne.
4. Zdecyduj najpierw o trybie jednomodowym czy wielomodowym, a następnie kup transceivery pasujące do szkła.
5. Potwierdź, kto będzie łączył i testował oraz czy przy przekazaniu wymagany jest raport OTDR.
6. W przypadku tras zewnętrznych określ z góry rodzaj opancerzenia, odporność na gryzonie i wilgotność.

Jednym z elementów zamówienia, o którym zapomina się, są kable krosowe i zworki, które uzupełniają każdy kanał; budżet dla nich równie starannie, jak samo stałe łącze.

Kable krosowe światłowodowe ze złączami FC, SC, ST i LC Kable krosowe i zworki w popularnych typach złączy do paneli krosowych, przełączników i routerów. Uzupełniają każdy kanał, a marginalny przewód lub brudne złącze mogą podważyć w przeciwnym razie zgodne połączenie. Zobacz produkt →

Konkluzja

Wybierz miedziany Ethernet na ostatnie 100 metrów i do każdego urządzenia pobierającego energię po kablu. Wybierz światłowód ze względu na odległość, przepustowość powyżej 10 G, hałaśliwe otoczenie i dowolne łącze, które według przewidywań będzie nadal działać za dziesięć lat. Większość prawdziwych projektów wymaga obu, a kosztowne błędy zwykle wynikają z niewłaściwej konstrukcji kabla dla środowiska, a nie z niewłaściwego medium.

jako producent kabli światłowodowych produkując kable wewnętrzne, zewnętrzne, FTTH, wdmuchiwane powietrzem i kable do linii energetycznych z pełnym dostosowaniem i precyzyjnymi testami, Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology współpracuje z odbiorcami z branży telekomunikacyjnej, energetycznej i przemysłowej, aby dopasować konstrukcję kabla do warunków w miejscu instalacji.