Если вы искали “симплексное и дуплексное оптоволокно”, вы, вероятно, пытаетесь решить практическую задачу, а не прочитать определение из учебника.
Возможно, вы выбираете волоконные коммутационные шнуры.
Возможно, вы указываете проект.
А может быть, вы просто хотите избежать заказа не того кабеля.
Смущает в этой теме то, что люди часто путают две разные вещи:
- Структура волокна (симплекс или дуплекс)
- Режим передачи данных (симплекс, полудуплекс, полный дуплекс)
- Они похожи, но это не одно и то же.
Итак, давайте рассмотрим это так, как об этом думают инженеры - начиная с потоков данных, затем переходя к структуре волокна и, наконец, к тому, что действительно важно при развертывании.
Рисунок 1: Разница между симплексом и дуплексом в оптоволокне
ОГЛАВЛЕНИЕ
Понимание режимов передачи данных в оптической связи
Прежде чем обсуждать структуру волокна, необходимо прояснить, как на самом деле происходит передача данных между устройствами.
При передаче данных направление передачи обычно делится на три основных режима: Симплексный, Полудуплексный, Полнодуплексный
Они описывают способы связи между устройствами, а не количество волокон в кабеле.
Полнодуплексная передача
Рисунок 2: Работа полнодуплексной передачи
Полнодуплексный режим позволяет передавать и принимать данные одновременно.
В оптических системах для этого обычно используются два отдельных пути передачи - один для передачи (Tx) и один для приема (Rx). При использовании согласованных оптических модулей или волоконно-оптических медиаконвертеров на обоих концах оба устройства могут одновременно отправлять и принимать сигнал без ожидания.
Благодаря отсутствию переключения направлений, полнодуплексный режим позволяет избежать задержек при переключении. В средах, где задержка имеет значение, таких как корпоративные опорные сети или центры обработки данных - Стандартом является полнодуплексная передача данных.
Здесь поможет простая аналогия. Телефонный звонок является полнодуплексным. Оба человека могут говорить и слышать одновременно.
В современных сетях Ethernet почти все оптоволоконные каналы работают в полнодуплексном режиме.
Полудуплексная передача
Рисунок 2: Работа полудуплексной передачи
Полудуплекс позволяет осуществлять связь в обоих направлениях - но не одновременно.
Одновременно передавать данные может только одна сторона. Когда одно устройство отправляет данные, другое должно дождаться окончания передачи, прежде чем ответить. Это увеличивает время переключения.
Рация - классический пример. Вы нажимаете кнопку, чтобы говорить, и отпускаете, чтобы слушать.
Полудуплекс был более распространен в ранних системах Ethernet. Сегодня он редко используется в современных оптоволоконных сетях предприятий и центров обработки данных.
Симплексная передача
Рисунок 3: Работа симплекс-дуплексной передачи
Симплексная передача позволяет передавать данные только в одном направлении.
Одно устройство отправляет. Другое только получает. Обратного пути нет.
Вещательное телевидение - хорошая аналогия. Вы принимаете сигнал, но не можете передать его обратно.
В оптических сетях истинно симплексная связь встречается в основном в системах мониторинга или вещания.
Теперь поговорим о структуре волокон
Разобравшись с режимами передачи, мы можем перейти к физическому уровню: структуре волокна.
Здесь на помощь приходят симплексное и дуплексное оптоволокно.
Что такое симплексное волокно?
Рисунок 5: Структура оптоволоконного кабеля lc Simplex
Симплексное волокно означает кабель, содержащий одну нить оптического волокна.
Физически оно имеет одну сердцевину и один оконечный разъем. Свет проходит по одному волоконному пути.
Думайте об этом как об однополосной дороге.
В реальности FTTX При развертывании симплексное волокно обычно используется в системах мониторинга или в сочетании с оптическими модулями BiDi. С помощью технологии BiDi по одному и тому же волокну передаются две волны разной длины, что обеспечивает двустороннюю связь по одной нити.
Это важное различие: симплексный оптоволоконный кабель может поддерживать полнодуплексную связь при использовании оптики с разделением длины волны.
С точки зрения производства и монтажа симплексные кабели имеют меньший диаметр и их легче прокладывать в узких кабелепроводах. Иногда их выбирают в условиях ограниченного пространства или при необходимости минимизации количества волокон в инфраструктуре.
Принципы разделения длин волн (WDM) в модулях BiDi
Способность симплексного волокна поддерживать Полнодуплексный коммуникация опирается на Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM). Эта технология позволяет различным частотам света проходить друг через друга в одном стекле без помех..
- Сопряжение длин волн: Приемопередатчики BiDi (двунаправленные) всегда должны использоваться в подобранные пары. Обычные комбинации длин волн включают 1310 нм/1550 нм или 1270 нм/1330 нм.
- Двунаправленная логика:
Сторона A: Передача (Tx) на длине волны 1310 нм и прием (Rx) на длине волны 1550 нм.
Сторона B: Передача (Tx) на длине волны 1550 нм и прием (Rx) на длине волны 1310 нм. - Технология BOSA: Внутри модуля Двунаправленная оптическая сборка (BOSA) действует как точный фильтр. Он отражает входящую специфическую длину волны на фотодетектор, позволяя локально генерируемой лазерной длине волны выходить в волокно.
- Стратегические компромиссы: Хотя BiDi значительно экономит оптоволокно и уменьшает объем кабеля, сами трансиверы более сложны и часто имеют более высокую цену, чем стандартные модули с двумя волокнами..
Что такое дуплексное волокно?
Рисунок 6: Структура оптоволоконного кабеля lc Duplex
Дуплексное волокно содержит две нити оптического волокна в одной кабельной сборке.
Как правило, одно волокно используется для передачи (Tx), а другое - для приема (Rx). Большинство дуплексных кабелей имеют четкую маркировку A/B для предотвращения проблем с полярностью.
Если симплекс - это однополосная дорога, то дуплекс - это двухполосная дорога, по которой движение осуществляется в обоих направлениях одновременно.
В типичных проектах телекоммуникационных компаний и центров обработки данных стандартной конфигурацией является дуплексное оптоволокно. Большинство оптических модулей SFP и SFP+ рассчитаны на работу с двумя волокнами.
Если вы строите современную сеть Ethernet, дуплексное оптоволокно обычно используется по умолчанию, если только ваше оборудование не поддерживает передачу по одному волокну BiDi.
Управление полярностью в дуплексных системах
В дуплексной волоконно-оптической системе, Полярность это основополагающая логика, которая обеспечивает реальную передачу данных в сети. Проще говоря, полярность определяет, точно ли сигнал передачи (Tx) на одном конце линии связи достигает компонента приема (Rx) на другом конце..
- Принцип кроссовера: В большинстве стандартных дуплексных коммутационных шнуров используется Структура от А до Б. Это означает, что нити волокна физически “переворачиваются” внутри оболочки кабеля, чтобы обеспечить соединение Tx устройства A с Rx устройства B..
- А/Б маркировка: Эта физическая инверсия обычно обозначается метками “A” и “B” на разъемах или цветовой кодировкой ботинок (например, синий и бежевый или красный и черный)..
- Распространенные подводные камни: В сложных средах, таких как центры обработки данных с множеством коммутационных панелей, использование неправильного типа “прямых” адаптеров или несоответствующих магистральных кабелей MPO может привести к конфликту “Tx-to-Tx”.. Это одна из наиболее частых причин отказа канала связи при развертывании физического уровня..
Симплексное и дуплексное оптоволокно - сравнение бок о бок
Чтобы было понятнее, вот прямое структурное сравнение:
| Артикул | Симплексное волокно | Дуплексное волокно |
|---|---|---|
|
Количество клетчатки |
1 |
2 |
|
Физические пути передачи |
Одиночка |
Раздельные Tx и Rx |
|
Типовой размер кабеля |
Меньше |
Стандартный шнур на молнии |
|
Общее использование |
BiDi, мониторинг |
Ethernet, телекоммуникации, центры обработки данных |
|
Совместимость по умолчанию |
Ограниченные сценарии |
Большинство сетевого оборудования |
|
Структура затрат |
Кабель дешевле, модули BiDi дороже |
Кабель немного дороже, стандартные SFP широко доступны |
|
Влияние инвентаризации |
Модули BiDi должны быть сопряжены (Tx1310/Rx1550 и реверс) |
Одинаковый тип модуля на обоих концах |
В этот момент вы должны задать себе один ключевой вопрос:
Передает и принимает ли ваше устройство сигнал одновременно?
В большинстве современных сетей ответ положительный, что обычно означает необходимость использования дуплексного оптоволокна.
Как связаны структура волокна и режим передачи
Именно здесь часто происходит путаница.
Структура волокна и режим передачи являются независимыми понятиями.
Например:
- Дуплексное оптоволоконное соединение почти всегда работает в полнодуплексном режиме.
- Симплексная оптоволоконная линия (с оптикой BiDi) может работать и в полнодуплексном режиме.
- Дуплексная система может быть технически сконфигурирована для работы в полудуплексном режиме на уровне устройства.
Количество волокон не определяет автоматически поток данных.
В реальных проектах мы видели, как покупатели считают, что “одно волокно равно полудуплексу”, что неверно. Поведение связи определяется оборудованием и протоколом, а не только кабелем.
Как только вы отделите физическую структуру от логики коммуникации, выбор станет намного понятнее.
Рисунок 7: Свет в оптоволокне
Когда следует использовать Simplex Fiber?
Симплексное волокно имеет смысл, когда:
- Вы используете оптические модули BiDi
- Приложение действительно требует только однонаправленной передачи данных
- Пространство для кабелей ограничено
- Вам нужно уменьшить объем кабеля
В некоторых сценариях FTTX сокращение количества волокон на больших расстояниях может упростить планирование инфраструктуры.
Однако следует обратить внимание на общую стоимость системы. Хотя при прокладке симплексного кабеля используется меньше материалов, оптические модули BiDi могут стоить дороже, чем стандартные дуплексные модули. Многие покупатели обращают внимание только на цену кабеля и упускают из виду оптику.
Когда следует использовать дуплексное волокно?
Дуплексное волокно рекомендуется для:
- Стандартные развертывания Ethernet
- Корпоративные локальные сети
- Центры обработки данных
- Большинство магистральных телекоммуникационных соединений
В типичных проектах для предприятий и центров обработки данных дуплексное оптоволокно остается основным выбором, поскольку оно соответствует дизайну большинства сетевого оборудования.
Если вы не уверены в своих силах и используете стандартное оборудование на базе SFP, дуплекс, как правило, является более безопасным вариантом по умолчанию.
Распространенные ошибки, которых следует избегать
Одна из самых распространенных ошибок - считать, что симплекс автоматически дешевле. В действительности общая стоимость системы зависит как от выбора кабеля, так и от выбора трансивера.
Другой частой проблемой является отсутствие подтверждения типа оптического модуля перед заказом коммутационных шнуров. По опыту инсталляций, несоответствие структуры волокна и типа приемопередатчика - одна из наиболее предотвратимых причин задержек проекта.
Прежде чем сделать заказ, всегда подтверждайте его:
- Тип трансивера (двухволоконный или BiDi)
- Интерфейс разъема
- Режим волокна (одномодовый или многомодовый)
- Необходимое расстояние передачи
Большинство проблем с выбором исчезает, как только эти четыре пункта становятся понятными.
Заключительные размышления
Симплекс и дуплекс описывают структуру волокна.
Симплексный, полудуплексный и полнодуплексный режимы описывают поведение коммуникаций.
Они связаны, но не взаимозаменяемы.
В современных сетях Ethernet дуплексное оптоволокно является доминирующим выбором, поскольку большинство оборудования рассчитано на одновременную передачу и прием.
Симплексное волокно обычно используется в особых сценариях, таких как передача BiDi или настоящие однонаправленные системы.
Если вы будете выбирать, основываясь на совместимости оборудования, а не на предположениях, вы избежите большинства ошибок при развертывании.
А в реальных сетевых проектах избежать неверного решения часто бывает ценнее, чем сэкономить несколько долларов на кабеле.
English 
French 
German 
Spanish 
Arabic 
Turkish 
Japanese 
Russian