Ом1 ом2 ом3 ом4 в чем отличие многомодовый кабель

Типы многомодового оптоволокна: OM1, OM2, OM3, OM4 и OM5

Многомодовое оптоволокно часто используется для получения в LAN-сетях скоростей порядка 10 Гбит/с на расстояниях, типичных для масштабов территории предприятия или дата-центра. Существует несколько типов многомодового волокна, применяющихся в высокоскоростных сетях и различающихся по пропускной способности и обеспечиваемой дальности передачи сигнала (длине ВОЛС).

Многомодовое оптоволокно часто используется для получения в LAN-сетях скоростей порядка 10 Гбит/с на расстояниях, типичных для масштабов территории предприятия или дата-центра. Существует несколько типов многомодового волокна, применяющихся в высокоскоростных сетях и различающихся по пропускной способности и обеспечиваемой дальности передачи сигнала (длине ВОЛС). При всем разнообразии доступных опций кабелей основной выбор обычно сводится к выбору наиболее подходящего типа многомодового оптоволокна, которое используется в этих кабелях. Что выбрать: OM1, OM2, OM3, OM4 или OM5? Наша статья поможет ответить на этот вопрос.

Что такое многомодовое оптоволокно?

Многомодовое оптоволокно (Multimode fiber, MMF) – это вид оптоволокна, используемый преимущественно для обеспечения коротких волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), например, в пределах одного здания или кампуса. Многомодовый оптоволоконный кабель имеет достаточно толстый сердечник, обычно диаметром 50 или 62.5 микрон, по которому в продольном направлении могут одновременно распространяться несколько световых лучей (мод). Благодаря этому по многомодовому кабелю в единицу времени может быть передано большее количество данных. Максимальное расстояние, на которое можно передать сигнал по MMF-кабелю, составляет около 550 м при скорости передачи 10 Гбит/с. С меньшими скоростями данные можно передавать на большие расстояния – например, на 2 км при скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet).

Сколько типов MMF существует?

Согласно стандарту ISO 11801, многомодовый оптоволоконный кабель может относиться к одному из следующих типов: OM1, OM2, OM3, OM4 или недавно появившемуся OM5. Эти типы классифицируются по диаметру сердечника, пропускной способности, скорости передачи данных, длине ВОЛС, цвету оболочки и используемому источнику света.

Многомодовые кабели OM1

Кабели с многомодовым оптоволокном OM1, как правило, имеют оранжевую оболочку и диаметр сердечника 62.5 мкм. Они могут поддерживать скорости 10 Gigabit Ethernet при передаче сигнала на длину кабеля до 33 м, но обычно используются в менее скоростных сетях 100 Megabit Ethernet. Кабели этого типа используют светодиодные источники света.

Многомодовые кабели OM2

Кабели OM2 также выпускаются в оранжевой оболочке и работают на светодиодах, но, в отличие от кабелей предыдущего типа, имеют меньший диаметр сердечника – 50 мкм. Они поддерживают скорости 10 Gigabit Ethernet на расстояниях до 82 м, но обычно используются в сетях 1 Gigabit Ethernet.

Многомодовые кабели OM3

Кабели OM3 выпускаются в оболочке цвета морской волны. Как и OM2, они имеют диаметр сердечника 50 мкм, но эти кабели оптимизированы под лазерные источники света. Кабели OM3 поддерживают скорости 10 Gigabit Ethernet на расстояниях до 300 м. Кроме того, они могут поддерживать скорости 40 Gigabit и 100 Gigabit Ethernet на расстояниях до 100 м, но обычно используются в сетях 10 Gigabit Ethernet.

Многомодовые кабели OM4

Кабели OM4 обладают полной обратной совместимостью с OM3 и имеют тот же характерный аквамариновый цвет оболочки. Оптоволокно OM4 было разработано специально для источников света на основе поверхностно-излучающего лазера с вертикальным резонатором (VSCEL) и поддерживает скорости 10 Gigabit Ethernet на расстояниях до 550 м (OM3 – только до 300 м). Эти кабели также могут работать со скоростями 40G/100G на расстояниях до 150 м, используя коннектор MPO.

Многомодовые кабели OM5

Оптоволокно OM5, также известное под аббревиатурой WBMMF (Wideband Multimode fiber, широкополосное многомодовое оптоволокно), представляет собой новейший тип многомодового волокна, обладающий обратной совместимостью с OM4. Кабели OM5 имеют такой же диаметр сердечника, как и OM2, OM3 и OM4 (50 мкм), но отличаются светло-зеленым цветом оболочки. Этот тип MMF разработан специально для поддержки как минимум четырех спектральных каналов WDM в диапазоне коротких длин волн 850-953 нм (Short Wavelength Division Multiplexing, SWDM), передающих данные со скоростью не менее 28 Гбит/с в каждом канале.

Чем отличаются друг от друга кабели OM1, OM2, OM3, OM4 и OM5?

Типы многомодового оптоволокна различаются, прежде всего, по своим физическим параметрам. Эти различия, в свою очередь, приводят к различиям в скорости и дальности передачи данных по ВОЛС.

Физические различия

К основным физическим различиям типов многомодовых кабелей относят разницу в толщине (диаметре сердечника), цвете оболочки, типе источника света и пропускной способности. Значения этих параметров для всех вышеперечисленных типов кабелей приведены в таблице ниже.

Тип кабеля	Диаметр сердечника/ диаметр оболочки, мкм	Цвет оболочки	Источник света	Пропускная способность, МГц*км
OM1	62.5/ 125	Оранжевый	Светодиод	200
OM2	50/ 125	Оранжевый	Светодиод	500
OM3	50/ 125	Аквамарин	VSCEL	2000
OM4	50/ 125	Аквамарин	VSCEL	4700
OM5	50/ 125	Светло-зеленый	VSCEL	28000

Практические различия

Различные типы многомодового оптоволокна обеспечивают передачу данных по ВОЛС с различной скоростью на различные расстояния. Вы можете выбрать наиболее подходящий вам тип кабелей, отвечающий вашим актуальным потребностям. В таблице ниже указаны максимальные значения длины ВОЛС для каждого типа многомодовых кабелей в расчете на соответствующий стандарт скорости передачи данных.

Тип MMF	Fast Ethernet	1GbE	10GbE	40GbE	100GbE
OM1	2000 м	275 м	33 м	/	/
OM2	2000 м	550 м	82 м	/	/
OM3	2000 м	/	300 м	100 м	70 м
OM4	2000 м	/	550 м	150 м	150 м
OM5	/	/	550 м	150 м	150 м

Чем отличается многомодовое оптоволокно от одномодового

Технические различия

Диаметр сердечника: одномодовый кабель имеет сердечник намного меньшего диаметра (от 8.3 до 10 микрон), по которому вдоль оси может распространяться только одна световая мода. Многомодовые оптоволоконные кабели имеют намного более толстый сердечник (диаметром от 50 до 100 микрон), по которому в осевом направлении могут распространяться сразу несколько лучей (мод).

Источник света: многомодовые кабели в качестве источника света могут использовать лазер или светодиод, тогда как для подачи оптического сигнала в одномодовый кабель используются только лазерные источники света (лазеры или лазерные светодиоды).

Практические различия

Длина ВОЛС: по одномодовому кабелю световой сигнал при прочих равных условиях может передаваться на значительно большее расстояние, чем по многомодовому. Поэтому многомодовые кабели обычно используются в коммуникационных сетях с короткими линиями – до 550 м при скоростях порядка 10G. Если длина ВОЛС превышает 550 м, предпочтительнее использовать одномодовый тип кабеля.

Стоимость: многомодовый кабель обычно дешевле одномодового.

Пропускная способность: пропускная способность одномодового оптоволокна намного выше, чем у многомодового, и составляет порядка 100000 ГГц*км.

Типы коннекторов для многомодовых кабелей

На практике используется множество типов коннекторов для многомодовых оптоволоконных кабелей, как то: ST, SC, FC, LC, MU, E2000, MTRJ, SMA, DIN, а также MTP, MPO и др. Наиболее часто используются коннекторы типа ST, SC, FC и LC. Каждый из этих типов обладает определенными функциональными возможностями, преимуществами и недостатками. Чем они друг от друга отличаются, и что означают эти различия с практической точки зрения? В таблице ниже приведены основные параметры и особенности применения наиболее распространенных типов коннекторов MMF.

Тип коннектора MMF	Диаметр и материал оптического наконечника	Потери сигнала, дБ	Примерный порядок цен	Особенности применения
SC	2.5 мм, керамика	0.25-0.5	$ 0.65	Массовое использование, высокая надежность, быстрое подключение оборудования, стандартная посадка разъема
LC	1.25 мм, керамика	0.25-0.5	$ 0.78	Высокая плотность подключений, экономическая эффективность, стандартная посадка разъема
FC	2.5 мм, керамика	0.25-0.5	$ 0.74	Применение в системах с высокоточным оборудованием, в условиях вибрации; стандартная посадка разъема
ST	2.5 мм, керамика	0.25-0.5	$ 0.61	Военное применение, стандартная посадка разъема

Преимущества многомодового оптоволокна

Хотя одномодовые кабели обладают бесспорными преимуществами в части пропускной способности и дальности передачи сигнала, на сравнительно небольших расстояниях, актуальных для корпоративных сетей и дата-центров, многомодовые кабели также работают вполне эффективно и при этом стоят намного меньше, чем одномодовые. Помимо этого, у многомодовых оптоволоконных кабелей есть еще ряд существенных преимуществ.

Поддержка многопользовательского режима и многопакетной передачи без помех

Многомодовое оптоволокно позволяет одновременно передавать несколько сигналов по одной линии. И, что еще более важно, в многомодовом кабеле энергетические потери этих сигналов, связанные с их взаимовлиянием, практически равны нулю. Поэтому пользователь сети может передавать по одному кабелю более одного информационного пакета одновременно, и все данные поступят на другой конец линии без каких-либо искажений, которые могли бы являться результатом взаимных помех.

Поддержка нескольких протоколов передачи данных

Многомодовые кабели поддерживают различные протоколы передачи данных, включая Ethernet, Infiniband и Internet. Таким образом, оптоволоконная кабельная сеть может служить основой для подключения оборудования самого различного назначения.

Экономическая эффективность

Благодаря большему диаметру оптоволоконного сердечника и хорошей совместимости со стандартными допусками многомодовые кабели стоят дешевле и легче сопрягаются с другими компонентами ВОЛС, такими как оптические коннекторы и адаптеры. Установка, эксплуатация и техническое обслуживание многомодовых патч-кордов обходится существенно дешевле по сравнению с одномодовыми.

Заключение

Благодаря своему высокому потенциалу и надежности многомодовые оптоволоконные кабели обычно служат основой коммуникационных сетей в жилых и промышленных зданиях. В общем и целом, MMF-кабель по-прежнему является наиболее экономически выгодной опцией в масштабах предприятия или дата-центра, где длина линий не превышает 500-600 м. Но при этом нельзя сказать, что многомодовые кабели могут полностью заменить собой одномодовые. Выбор патч-корда – одномодовый или многомодовый – в каждом конкретном случае зависит от специфики применения, дальности передачи оптического сигнала, которую нужно обеспечить, и располагаемого бюджета организации.

Multimode fiber: OM1 vs OM2 vs OM3 vs OM4

The transmission rate and bandwidth of multimode optical fibers

When the geometric size of the fiber (mainly the core diameter d1) is much larger than the wavelength of light (about 1 micron), there will be dozens or even hundreds of propagation modes in the fiber. Different propagation modes will have different propagation speeds and phases, so time delays will occur after long-distance transmission, resulting in wider optical pulses. This phenomenon is called modal dispersion of optical fiber, also known as intermodal dispersion. There will be a bandwidth (channel bandwidth) parameter in the parameters of multimode fiber, the unit is MHz·km, and sometimes it is asked whether the transmission rate of multimode fiber reaches 200 Mbit/s? How to understand the relationship between the two? Let’s first understand the bandwidth of multimode fiber. Usually, the information capacity of multimode fiber is measured by the product of bandwidth and length. Why is the unit not MHz, but MHz·km? First of all, we must understand the characteristics of multimode fiber: the additional group delay, intermodal dispersion, material dispersion, waveguide dispersion, etc. in the process of transmitting optical waveguide signals in multimode optical fiber led to signal distortion. Among them, intermodal dispersion is the decisive factor for bandwidth. The material dispersion and waveguide dispersion are usually negligible in multimode fiber, but they significantly impact single-mode fiber. The above-mentioned factors will cause that the transmission length of the optical waveguide signal is inversely proportional to the bandwidth when the signal is transmitted in the multimode fiber. Generally, the longer the transmission length, the lower the transmission bandwidth. The unit of MHz·km is to describe the capacity that multimode fiber can transmit within 1 KM (provided that the signal does not fail). Fiber length is an iconic physical parameter. Once the distance is determined, the fiber selection range can be narrowed according to the user’s current or future bandwidth requirements. Therefore, it is meaningless to simply say the actual bandwidth of the multimode fiber, and the length must be added to ensure that the signal does not fail, so the unit becomes MHz·KM. For example, if the bandwidth is 600 MHz·KM, its bandwidth is only 300 M at a place of 2 KM. For step-index multimode fiber, the influence of various factors makes its bandwidth-length product limited to 20MHz·KM; for gradient-index fiber, its bandwidth-length product can be as high as 2.5GHz·KM; and for single-mode fiber, due to factors such as small dispersion and narrow light source spectrum width, it can be considered that its transmission bandwidth is infinite. Studies have shown that for a short wavelength of 0.85 μm, if the root-mean-square spectral width of the light source is 20 nm, the total bandwidth of the fiber in the best case is only 1 GHz km; For 1.30 μm wavelength, if the profile index is well controlled, the highest bandwidth can exceed 10 GHz·km. (Remarks: For now, the root-mean-square spectral width of LED (light-emitting diode) is about 5% of the central wavelength. For example, assuming that the emission peak wavelength of LED is 850nm, its typical spectral width should be 40nm, that is most of the power of the emitted light concentrates in the wavelength range of 830~870nm. The spectral width of LD (semiconductor laser) light source is much narrower, among which the typical spectral width of multimode LD is 1~2 nm, while the typical spectral width of single mode LD is only 0.0001nm.) The transmission rate of multimode fiber is related to the bandwidth of multimode fiber. First of all, the data transmission rate (also known as code rate, bit rate or data bandwidth) describes the number of bits of data code transmitted per second in communication. The unit is bit/second, which can be recorded as bit/s=b/s=bps. The relationship between the channel bandwidth and the data transmission rate can be described by the Nyquist criterion and Shannon’s law. The Nyquist criterion points out that if the time interval is π/ω (ω=2πf–>2f=w/π), and the narrow pulse signal is transmitted through the ideal communication channel, there will be no mutual interference between the preceding and following symbols. Therefore, the relationship between the maximum data transmission rate Rmax (in bps) of binary data signals and the communication channel bandwidth B (B=f, in Hz) can be written as: Rmax=2f. For binary data, if the channel bandwidth B=f=200MHz, the maximum data transmission rate is 400Mbps, and the rate can be increased by N times in multi-ary system. The Nyquist theorem describes the relationship between the maximum data transmission rate of a limited-bandwidth, noise-free channel and the channel bandwidth. Shannon’s theorem describes the relationship between the maximum transmission rate of a channel with limited bandwidth and random thermal noise, channel bandwidth, and signal-to-noise ratio. Shannon’s theorem points out that when transmitting data signals on a channel with random thermal noise, the relationship among the data transmission rate Rmax, the channel bandwidth B, and signal-to-noise ratio S/N is: Rmax=B log2(1+S/N), the unit of Rmax is bps, the unit of bandwidth B is Hz, and signal-to-noise ratio S/N is usually expressed in dB (decibels). If S/N=30(dB), then signal-to-noise ratio can be obtained according to the formula: S/N(dB)=10·lg(S/N), S/N=1000. If the bandwidth B=3000Hz, then Rmax≈30kbps. Shannon’s Law gives a limit on the maximum data transmission rate for a finite bandwidth, thermally noisy channel. It means that for a communication channel with a bandwidth of only 3000Hz, when signal-to-noise ratio ratio is 30db, no matter the data is expressed in binary or more discrete level values, data cannot be transmitted at a rate exceeding 30kbps. “OM” stands for optical multi-mode, a standard for multimode fiber to indicate the level of fiber. The bandwidth and maximum distance of different levels of transmission are different, and the differences are analyzed from the following aspects.

Comparison of parameters and specifications of OM1, OM2, OM3 and OM4 optical fibers

1. OM1 refers to 50 μm or 62.5 μm core diameter multimode fiber with a full injection bandwidth of 850/1300 nm and above 200/500 MHz·km;
2. OM2 refers to the 50 μm or 62.5 μm core diameter multimode optical fiber with a full injection bandwidth of 850/1300 nm and above 500/500 MHz·km;
3. OM3 is a 50 μm core diameter multimode fiber optimized by 850 nm laser. In 10 Gb/s Ethernet using 850 nm VCSEL, the fiber transmission distance can reach 300 m.
4. OM4 is an upgraded version of OM3 multimode optical fiber, and the optical fiber transmission distance can reach 550 m.

Comparison of parameters and specifications of OM1, OM2, OM3 and OM4 optical fibers

Type	Fiber diameter（μm）	Optical fiber type	1 GigabitEthernet 1000BASE-SX	1 GigabitEthernet 1000BASE-LX	10GbpsEthernet 10GBASE	40Gbps Ethernet 40GBASE SR4	100Gbps Ethernet 100GBASE SR4
OM1	62.5/125	multimode	275m	550m	33m	not supported	not supported
OM2	50/125	multimode	550m	550m	82m	not supported	not supported
OM3（ laser-optimized）	50/125	multimode	550m	550m	300m	100m(SR4)	100m(SR4)
OM4（ laser-optimized）	50/125	multimode	550m	550m	400m	150m(SR4)	150m(SR4)
Single mode	9/125	single mode	5km at 1310nm	5km at 1310nm	N/A

Design comparison of OM1, OM2, OM3 and OM4 fibers

1. The traditional OM1 and OM2 multimode fibers use LED (Light Emitting Diode) as the basic light source in terms of standard and design, while OM3 and OM4 are optimized on the basis of OM2, making them suitable for the transmission with LD (Laser Diode) as light source;
2. Compared with OM1 and OM2, OM3 has higher transmission rate and bandwidth, so it is called optimized multimode fiber or 10G multimode fiber;
3. OM4 is re-optimized on the basis of OM3, with better performance.

Comparison of functions and characteristics of OM1, OM2, OM3 and OM4 optical fibers

1. OM1: Large core diameter and numerical aperture, with strong light-gathering ability and anti-bending characteristics.
2. OM2: The core diameter and numerical aperture are relatively small, which effectively reduces the modal dispersion of multimode fiber, significantly increases the bandwidth, and reduces the production cost by 1/3.
3. OM3: The use of flame-retardant outer skin can prevent the spread of flames, prevent the emission of smoke, acid gas and poisonous gas, etc., and meet the needs of 10 Gb/s transmission rate.
4. OM4: Developed for VSCEL laser transmission, the effective bandwidth is more than double that of OM3.

Application comparison of OM1, OM2, OM3 and OM4 optical fibers

1. OM1 and OM2 have been widely deployed in building applications for many years, supporting Ethernet transmission with a maximum of 1Gb.
2. OM3 and OM4 optical cables are usually used in the wiring environment of the data center, supporting the transmission of 10G or even 40/100G high-speed Ethernet.

Fiber diameters of om1, om2, om3, and om4

When to use OM3 fiber optic jumper?

OM3 optical fiber is an optical fiber designed to work with VCSEL, conforms to the OM-3 optical fiber specification of ISO/IEC11801-2nd, and meets the requirements of 10 Gigabit Ethernet applications. There are many types of OM3 optical fiber, including indoor type, indoor/outdoor versatility, etc., and the number of cores of the optical fiber ranges from 4 cores to 48 cores. In addition, all applications based on the old multimode 50/125 fiber are supported, including LED light sources and laser light sources.

1. The transmission distance of Gigabit Ethernet using OM3 optical fiber system can be extended to 900 meters, which means that users do not need to use expensive laser devices when the distance between buildings exceeds 550 meters.
2. Within a distance of 2000 meters, standard 62.5/125μm multimode fiber can be used in various situations within the OC-12 (622Mb/s) rate range, and single-mode fiber will be used otherwise. However, the emergence of OM3 multimode fiber has changed this situation. Since OM3 fiber can increase the transmission distance of Gigabit and 10 Gigabit systems, the use of 850nm wavelength optical modules and VCSEL will be the most cost-effective wiring solution.
3. When the link length exceeds 1000 meters, single-mode fiber is still the only choice at present. Single-mode fiber can achieve a transmission distance of 5 kilometers at a wavelength of 1310nm in a gigabit system, and a transmission distance of 10 kilometers in a 10-gigabit system.
4. When the link length is less than or equal to 1000 meters, OM3 50μm multimode fiber can be used in the Gigabit system, and single-mode fiber should be used in the 10 Gigabit system.
5. When the link length is less than 300 meters, OM3 multimode fiber can be used in any Gigabit and 10 Gigabit systems.

When to use OM4 fiber optic jumper?

For a typical link, the cost of the optical module is very expensive. Although the cost of single-mode fiber is cheaper than multimode fiber, single-mode fiber requires a very expensive 1300 nm optical module, whose cost is about 2-3 times that of an 850 nm multimode optical module. In general, the cost of a multimode fiber system is much lower than that of the single-mode fiber system.

When investing in fiber optic cabling, if we consider increasing the initial investment of some cabling and adopt better multimode fiber, such as OM4 fiber, we can ensure that the current multimode fiber technology can be fully utilized and reduce the overall cost of the current system; When the system needs to be upgraded to a higher rate system, such as 40G and 100G, OM4 can still be used and will save more expenditure.

In a word, when the transmission rate is greater than 1Gb/s, it is a good system choice to adopt multimode fiber. When the system requires a higher transmission rate, the following are our guidelines for choosing OM4 fiber:

1. For Ethernet users, in 10Gb/s system transmission, the transmission distance can reach 300m to 600m; In 40Gb/s and 100Gb/s systems, the transmission distance is between 100m and 125m.
2. For campus network users, OM4 fiber will support 4Gb/s fiber link length of 400m, 8Gb/s fiber link length of 200m or 16Gb/s fiber link length of 130m.

Summary

Multimode fiber technology has been developed from OM1 multimode to OM4 which supports 10Gbps now, which will make the user’s investment get the most effective return and become the best choice for backbone cabling or fiber to the desktop.

Многомодовое волокно: OM1, OM2, OM3, OM4

Скорость передачи и пропускная способность многомодовых оптических волокон

Когда геометрический размер волокна (в основном диаметр сердцевины d1) много больше длины волны света (около 1 мкм), в волокне будут десятки, а то и сотни мод распространения. Различные режимы распространения будут иметь разные скорости и фазы распространения, поэтому после передачи на большие расстояния будут возникать временные задержки, что приводит к более широким оптическим импульсам. Это явление называется модовой дисперсией оптического волокна, также известной как интермодальная дисперсия. В параметрах многомодового волокна будет параметр пропускная способность (пропускная способность канала), единица измерения — МГц·км, а иногда спрашивают, достигает ли скорость передачи многомодового волокна 200 Мбит/с? Как понять отношения между ними? Давайте сначала разберемся с пропускной способностью многомодового волокна. Обычно информационная емкость многомодового волокна измеряется произведением ширины полосы пропускания на длину. Почему единица измерения не МГц, а МГц·км? Прежде всего, мы должны понимать характеристики многомодового волокна: дополнительная групповая задержка, межмодовая дисперсия, материальная дисперсия, волноводная дисперсия и т. д. в процессе передачи оптических волноводных сигналов в многомодовом оптоволокне приводили к искажению сигнала. Среди них интермодальная дисперсия является решающим фактором для пропускной способности. Дисперсия материала и дисперсия волновода обычно незначительна в многомодовом волокне, но они существенно влияют на одномодовое волокно. Вышеупомянутые факторы приводят к тому, что длина передачи сигнала оптического волновода обратно пропорциональна ширине полосы, когда сигнал передается по многомодовому волокну. Как правило, чем больше длина передачи, тем меньше ширина полосы пропускания. Единица МГц·км предназначена для описания пропускной способности, которую многомодовое волокно может передавать в пределах 1 км (при условии, что сигнал не прерывается). Длина волокна является знаковым физическим параметром. Как только расстояние определено, диапазон выбора волокна может быть сужен в соответствии с текущими или будущими требованиями пользователя к полосе пропускания. Таким образом, бессмысленно просто говорить реальную полосу пропускания многомодового волокна, и длину необходимо добавить, чтобы сигнал не пропадал, поэтому единицей измерения становится МГц·км. Например, если полоса пропускания составляет 600 МГц·км, ее пропускная способность составляет всего 300 мегапикселей на расстоянии 2 км. Для многомодового волокна со ступенчатым показателем преломления влияние различных факторов делает его произведение полосы пропускания на длину ограниченным значением 20 МГц·км; для волокна с градиентным показателем преломления произведение полосы пропускания на длину может достигать 2.5 ГГц·км; а для одномодового волокна из-за таких факторов, как малая дисперсия и узкая ширина спектра источника света, можно считать, что его полоса пропускания бесконечна. Исследования показали, что для короткой длины волны 0.85 мкм, при среднеквадратической ширине спектра источника света 20 нм, общая ширина полосы световода в лучшем случае составляет всего 1 ГГц·км; Для длины волны 1.30 мкм, если индекс профиля хорошо контролируется, максимальная ширина полосы может превышать 10 ГГц·км. (Примечания: на данный момент среднеквадратическая ширина спектра светодиода (светоизлучающего диода) составляет около 5% от центральной длины волны. Например, если предположить, что пиковая длина волны излучения светодиода составляет 850 нм, его типичная ширина спектра должна быть 40нм, то есть большая часть мощности излучаемого света концентрируется в диапазоне длин волн 830~870нм.Спектральная ширина источника света LD (полупроводниковый лазер) значительно уже, среди которых типичная спектральная ширина многомодового LD составляет 1~ 2 нм, в то время как типичная ширина спектра одномодового ЛД составляет всего 0.0001 нм.) Скорость передачи многомодовое волокно зависит от пропускной способности многомодового волокна. Прежде всего, скорость передачи данных (также известная как кодовая скорость, скорость передачи данных или полоса пропускания данных) описывает количество битов кода данных, передаваемых в секунду при связи. Единицей является бит/секунда, которую можно записать как бит/с=б/с=бит/с. Связь между пропускной способностью канала и скоростью передачи данных может быть описана критерием Найквиста и законом Шеннона. Критерий Найквиста указывает, что если временной интервал равен π/ω (ω=2πf–>2f=w/π), а узкоимпульсный сигнал передается по идеальному каналу связи, то не будет взаимных помех между предшествующим и следующие символы. Следовательно, зависимость между максимальной скоростью передачи данных Rmax (в бит/с) двоичных сигналов данных и шириной полосы канала связи B (B=f, в Гц) может быть записана как: Rmax=2f. Для двоичных данных, если полоса пропускания канала B=f=200 МГц, максимальная скорость передачи данных составляет 400 Мбит/с, и скорость может быть увеличена в N раз в многомерной системе. Теорема Найквиста описывает взаимосвязь между максимальной скоростью передачи данных в бесшумном канале с ограниченной полосой пропускания и пропускной способностью канала. Теорема Шеннона описывает взаимосвязь между максимальной скоростью передачи канала с ограниченной полосой пропускания и случайным тепловым шумом, полосой пропускания канала и отношением сигнал/шум. Теорема Шеннона указывает, что при передаче сигналов данных по каналу со случайным тепловым шумом соотношение между скоростью передачи данных Rmax, шириной полосы канала B и отношением сигнал/шум S/N будет следующим: Rmax=B log2(1+ S/N), единицей Rmax является бит/с, единицей ширины полосы B является Гц, а отношение сигнал/шум S/N обычно выражается в дБ (децибелах). Если S/N=30(dB), то отношение сигнал/шум можно получить по формуле: S/N(dB)=10·lg(S/N), S/N=1000. Если полоса пропускания B=3000Гц, то Rmax≈30кбит/с. Закон Шеннона устанавливает ограничение на максимальную скорость передачи данных для конечной полосы пропускания канала с тепловыми шумами. Это означает, что для канала связи с полосой пропускания всего 3000 Гц, когда отношение сигнал/шум составляет 30 дБ, независимо от того, выражены ли данные в двоичных или более дискретных значениях уровня, данные не могут передаваться со скоростью, превышающей 30 кбит/с. «OM» означает «оптический многомодовый», стандарт для многомодового волокна для обозначения уровня волокна. Полоса пропускания и максимальное расстояние для разных уровней передачи различаются, и различия анализируются с учетом следующих аспектов.

Сравнение параметров и характеристик оптических волокон OM1, OM2, OM3 и OM4

1. OM1 относится к многомодовому волокну с диаметром сердцевины 50 мкм или 62.5 мкм и полной полосой пропускания 850/1300 нм и выше 200/500 МГц·км;
2. OM2 относится к многомодовому оптическому волокну с диаметром сердцевины 50 мкм или 62.5 мкм и полной полосой пропускания 850/1300 нм и выше 500/500 МГц·км;
3. OM3 представляет собой многомодовое волокно с диаметром сердцевины 50 мкм, оптимизированное для лазера с длиной волны 850 нм. В Ethernet 10 Гбит/с с использованием VCSEL 850 нм дальность передачи по оптоволокну может достигать 300 м.
4. OM4 — это модернизированная версия многомодового оптического волокна OM3, а дальность передачи по оптическому волокну может достигать 550 м.

Сравнение параметров и характеристик оптических волокон OM1, OM2, OM3 и OM4

Тип	Диаметр волокна (мкм)	Тип оптического волокна	1 гигабит Ethernet 1000BASE-SX	1 гигабит Ethernet 1000BASE-LX	10 Гбит/с Ethernet 10GBASE	Ethernet 40 Гбит/с 40ГБАСЭ СР4	Ethernet 100 Гбит/с 100ГБАСЭ СР4
OM1	62.5/125	многорежимный	275m	550m	33m	не поддерживается	не поддерживается
OM2	50/125	многорежимный	550m	550m	82m	не поддерживается	не поддерживается
OM3 (оптимизированный для лазера)	50/125	многорежимный	550m	550m	300m	100 м (СР4)	100 м (СР4)
OM4 (оптимизированный для лазера)	50/125	многорежимный	550m	550m	400m	150 м (СР4)	150 м (СР4)
Одиночный режим	9/125	одиночный режим	5 км при 1310 нм	5 км при 1310 нм	Нет

Сравнение конструкций волокон OM1, OM2, OM3 и OM4

1. Традиционный OM1 и Многомодовые волокна OM2 использовать светодиод (светоизлучающий диод) в качестве основного источника света с точки зрения стандарта и дизайна, в то время как OM3 и OM4 оптимизированы на основе OM2, что делает их пригодными для передачи с LD (лазерным диодом) в качестве источника света;
2. По сравнению с OM1 и OM2, OM3 имеет более высокую скорость передачи и пропускную способность, поэтому его называют оптимизированным многомодовым волокном или многомодовым волокном 10G;
3. OM4 повторно оптимизирован на основе OM3 с лучшей производительностью.

Сравнение функций и характеристик оптических волокон OM1, OM2, OM3 и OM4

1. OM1: большой диаметр сердечника и числовая апертура, высокая светосила и устойчивость к изгибам.
2. OM2: диаметр сердцевины и числовая апертура относительно малы, что эффективно снижает модовую дисперсию многомодового волокна, значительно увеличивает пропускную способность и снижает стоимость производства на 1/3.
3. OM3: Использование огнестойкой внешней оболочки может предотвратить распространение пламени, предотвратить выброс дыма, кислотных и ядовитых газов и т. д., а также обеспечить скорость передачи данных 10 Гбит/с.
4. OM4: разработан для лазерной передачи VSCEL, эффективная полоса пропускания более чем в два раза больше, чем у OM3.

Сравнение применения оптических волокон OM1, OM2, OM3 и OM4

1. OM1 и OM2 уже много лет широко используются в строительных приложениях, поддерживая передачу Ethernet с максимальной скоростью 1 Гбит/с.
2. Оптические кабели OM3 и OM4 обычно используются в проводной среде центра обработки данных, поддерживая передачу 10G или даже 40/100G высокоскоростного Ethernet.

Диаметры волокон om1, om2, om3 и om4

Когда использовать оптоволоконную перемычку OM3?

Оптическое волокно OM3 это оптическое волокно, предназначенное для работы с VCSEL, соответствует спецификации оптического волокна OM-3 стандарта ISO/IEC11801-2nd и отвечает требованиям приложений 10 Gigabit Ethernet. Существует много типов оптического волокна OM3, в том числе для использования внутри помещений, для использования внутри и вне помещений и т. д., а количество жил оптического волокна варьируется от 4 до 48 жил. Кроме того, поддерживаются все приложения, основанные на старом многомодовом волокне 50/125, включая светодиодные источники света и лазерные источники света.

1. Дальность передачи Gigabit Ethernet с использованием оптоволоконной системы OM3 может быть увеличена до 900 метров, что означает, что пользователям не нужно использовать дорогостоящие лазерные устройства, когда расстояние между зданиями превышает 550 метров.
2. На расстоянии 2000 метров стандартное многомодовое волокно 62.5/125 мкм можно использовать в различных ситуациях в диапазоне скоростей OC-12 (622 Мбит/с), в остальных случаях будет использоваться одномодовое волокно. Однако появление многомодового волокна OM3 изменило эту ситуацию. Поскольку оптоволокно OM3 может увеличить дальность передачи гигабитных и 10-гигабитных систем, использование оптических модулей с длиной волны 850 нм и VCSEL будет наиболее экономичным решением для проводки.
3. Когда длина линии связи превышает 1000 метров, одномодовое волокно в настоящее время остается единственным выбором. Одномодовое волокно может обеспечить дальность передачи 5 километров при длине волны 1310 нм в гигабитной системе и дальность передачи 10 километров в 10-гигабитной системе.
4. Когда длина канала меньше или равна 1000 метров, в гигабитной системе можно использовать многомодовое волокно OM3 50 мкм, а в 10-гигабитной системе следует использовать одномодовое волокно.
5. При длине линии менее 300 метров многомодовое волокно OM3 можно использовать в любых гигабитных и 10-гигабитных системах.

Когда использовать оптоволоконную перемычку OM4?

Для типичной связи стоимость оптического модуля очень высока. Хотя стоимость одномодового волокна дешевле многомодового волокна, для одномодового волокна требуется очень дорогой оптический модуль 1300 нм, стоимость которого примерно в 2-3 раза выше, чем у многомодового оптического модуля 850 нм. В целом, стоимость многомодовой оптоволоконной системы намного ниже, чем у одномодовой оптоволоконной системы.

При инвестировании в оптоволоконные кабели, если мы рассмотрим увеличение первоначальных инвестиций в некоторые кабели и внедрение более качественных многомодовых волокон, таких как волокно OM4, мы можем гарантировать, что текущая многомодовая оптоволоконная технология может быть полностью использована, и снизить общую стоимость существующей системы; Когда систему необходимо обновить до системы с более высокой скоростью, такой как 40G и 100G, можно использовать OM4, что сэкономит больше средств.

Одним словом, когда скорость передачи превышает 1 Гбит/с, хорошим выбором для системы является использование многомодового оптоволокна. Когда системе требуется более высокая скорость передачи, мы рекомендуем следующие рекомендации по выбору волокна OM4:

1. Для пользователей Ethernet при передаче по системе 10 Гбит/с дальность передачи может достигать 300–600 м; В системах 40 Гбит/с и 100 Гбит/с дальность передачи составляет от 100 до 125 м.
2. Для пользователей кампусной сети оптоволокно OM4 будет поддерживать оптоволоконную линию 4 Гбит/с длиной 400 м, 8 Гбит/с длиной 200 м или 16 Гбит/с длиной 130 м.

Итоги

Технология многомодового оптоволокна была усовершенствована от многомодового OM1 до OM4, который теперь поддерживает скорость 10 Гбит/с, что позволит пользователям получить максимальную отдачу от инвестиций и станет лучшим выбором для прокладки магистральных кабелей или оптоволокна до настольных компьютеров.

Understanding Fiber Cable Types: OM1 vs OM2 vs OM3 vs OM4

Quick Definition: OM3 and OM4 are the current multi-mode fiber types of choice when it comes to high bandwidth long-distance network connections, while OM1 and OM2 are outdated versions. Which one you should use comes down to your network requirements, how future-proof you want your network to be, and the budget available.

In today’s fast-paced, high-bandwidth, always-online world, data must literally move at the speed of light to keep up with our ever-growing need for bandwidth. This requires the technology that has become the literal backbone of the internet: fiber optic cabling. Fiber transmits data via light through glass, offering speeds and bandwidths that blow copper out of the water.

We’ve recently discussed two different types of fiber cables, single-mode and multi-mode. However, the rabbit hole goes deeper, as there are subtypes of multi-mode fiber to investigate. Today, we will delve into the separate types of multi-mode fiber cables: OM1, OM2, OM3, and OM4. We’ll look at the advantages and applications of each to help you make an informed decision that meets your networking needs.

What are OM1 and OM2 Fiber Optic Cables?

Before we look at the two current standards for multi-mode fiber (OM3 and OM4), it’s important to investigate the origins of fiber optic cables. OM1 and OM2 were standard fare in the 1990s and 2000s, but today they are considered obsolete. They aren’t even listed in the ISO/IEC 11801 and TIA 568 wiring standards.

The reasons for their decline were simple: bandwidth and cable length. OM1 could support 10 Gbps, but only for 33 meters. It was commonly used for shorter 100 Mbps connections. OM2 was slightly better at 10 Gbps for 82 meters but was also only used for shorter runs up to 1 Gbps. Why even mention OM1 and OM2, then?

Because you still might see them out in the wild in older installations. The telltale sign is the cable jacket, the outer coating of a cable that protects the delicate fiber inside of it. OM1 and OM2 always have an orange jacket (versus aqua for OM3 and OM4). Older installations also might require you to change plans to maintain backward compatibility, so it’s worth knowing about OM1 and OM2.

What is OM3 Fiber Optic Cable?

OM3 fiber is very physically similar to OM2; however, OM3’s higher-quality core material allows for better light propagation characteristics throughout the length of the cable. This reduces the model dispersion. This is when different light patterns in the multi-mode fiber arrive at the other end of the cable at different times, reducing the effectiveness of the cable across a longer distance. The core material and more advanced manufacturing techniques required to produce it increase the price, however. On average, OM3 is about twice the price of OM2.

Advantages and Applications of OM3 Cables

OM3’s improvements allow for some distinct advantages over OM1 and OM2. OM3 cables can provide for up to 100 Gbps, a huge bandwidth boost over OM2. OM3 can also run 10 Gbps for 300 meters, an almost 4x improvement over OM2. At 100 Gbps, it is limited to 100 meters.

OM3 cables are found in applications where any combination of speed and distance are essential, including:

• Campus networks: OM3 cables’ improved length allows them to connect buildings across a broader campus. With buildings too far apart for copper to reach, the max length of OM3 is essential.
• Data centers: OM3 cables are commonly used in data centers where high bandwidth connections between servers and connections from servers to storage are paramount for application performance.
• Large wifi deployments: Wifi access points spread across a large area, like a stadium or airport, would require the cable length to reach the spread out access points as well as increased bandwidth to handle large numbers of clients in dense areas.

In these and other applications, OM3 is critical for sufficient data transfer.

What is OM4 Fiber Optic Cable?

OM4 is another step up in performance from OM3. Further improvements in fiber core material and manufacturing allow for another big boost over OM3, but at another doubling in price, on average.

Advantages and Applications of OM4 Cables

OM4 cables provide greater bandwidth than OM3 cables, quadrupling the max speed to a blazing 400 Gbps. OM4 can also run up to 550 meters for 10 Gbps and 125 meters for 100 and 400 Gbps.

OM4 cables find applications in various scenarios:

• Future-proofing: If it’s within your budget, OM4 is a great choice to install even if you don’t require the bandwidth it provides today. You’ll be ready for future requirements without an expensive reinstall.
• Backbone Installations: OM4 cables are commonly used for backbone installations, feeding multiple locations or buildings from one trunk.
• Anywhere OM3 can be used: Again, if it’s in your budget, OM4 can be used anywhere OM3 would be to provide even greater distance and higher bandwidth connectivity.

OM3 Vs. OM4: Key Differences

Three key factors stand out when choosing between OM3 and OM4: bandwidth, cable length, and cost. OM4 scores the highest in all three: greatest bandwidth over the longest distance but at a greater cost.

For shorter runs, OM3 might be sufficient, like from servers to switches in the same rack, while still maintaining speeds higher than copper. For similar bandwidth needs but at distances greater than 100 meters, OM4 is a better choice. Similarly, shorter but very high bandwidth needs can also be adequately served by OM4 cabling.

Factors to Consider When Choosing Between OM3 and OM4

When making the decision between OM3 and OM4, consider the following factors:

• Network Requirements: Any project starts with gathering requirements. If yours are only for shorter runs, OM3 might be a better, more cost-effective option.
• Future Scalability: Consider also the long-term needs of your network. For higher bandwidth needs in the future, OM4 is a safer bet.
• Budget:If money is already tight, OM3 will get you a better bang for your buck.

To make the right choice, work to balance these three factors to ensure a high-performing network for now and in the future. Fiber is an amazing technology that will power our high-speed networks for years to come, so making an informed choice at the start of your project and your network will serve you well into the future.

Want to start or expand your career in Networking? Take our CompTIA Network+ certification training with Keith Baker. Your first 7 days of training are free.