За последние четыре десятилетия волоконно-оптические кабели значительно продвинулись вперед, чтобы соответствовать растущим требованиям к пропускной способности и производительности. В частности, многомодовые оптоволоконные кабели, развернутые в центрах обработки данных, в инфраструктуре магистральных локальных сетей и для приложений LAN, претерпели значительные изменения с тех пор, как они были впервые представлены в 1970-х годах, пройдя путь от OM1 до OM2, OM3, OM4 и теперь OM5. Давайте рассмотрим основные вехи и то, как каждый из этих типов многомодовых оптоволоконных кабелей отличается по конструкции, производительности и пропускной способности.
Многомодовый OM1
OM1 был первым типом многомодового оптоволоконного кабеля, развернутым в 1980-х и 1990-х годах. В настоящее время считается устаревшей технологией и больше не рекомендуется в отраслевых стандартах TIA 568 и ISO/IEC 11801. OM1 имеет больший диаметр сердечника — 62,5 микрона (мкм). Больший размер ядра поддерживал ранние светодиодные источники света трансивера, работающие на длине волны 850 нанометров (нм). Поскольку светодиодные источники света переполняют волокно и возбуждают больше мод (т. е. световых путей), многомодовая полоса пропускания OM1 обозначается как полоса пропускания с переполнением (OFL), выраженная в МГц-км, поскольку она является произведением ширины полосы и расстояния.
OM1 может поддерживать только 1 Gigabit Ethernet примерно до 300 метров и 10 Gigabit Ethernet примерно до 30 метров. Несмотря на то, что оптоволокно считается устаревшим, отказоустойчивость оптоволокна означает, что во многих центрах обработки данных и корпоративных локальных сетях все еще существует установленная база OM1, которая достаточно хорошо работает для 1 Gig или коротких участков 10 Gig. Стандартный цвет оболочки для OM1 — оранжевый, так что это сразу бросается в глаза.
Многомодовый OM2
Мало что можно сказать о многомодовом волокне OM2, поскольку оно так и не получило широкого распространения и было быстро заменено OM3. Он считается устаревшим и не разрешен отраслевыми стандартами. Было бы трудно найти его в любой локальной сети или купить.
Что наиболее интересно в OM2, так это то, что это было первое многомодовое волокно с сердцевиной меньшего размера 50 мкм для использования с лазерными источниками света, а не со светодиодами. Однако OM2 никогда не был полностью «оптимизирован для лазера» для использования с популярными недорогими лазерными источниками света с вертикальным резонатором (VCSEL), которые появились на сцене в начале 90-х годов и используются до сих пор.
Многомодовый OM3
Представленный в начале 2000-х годов, OM3 был первым оптимизированным для лазера многомодовым волокном 50 мкм для использования с лазерами VCSEL. Поскольку лазерные источники света не переполняют волокно, как это делают светодиоды, для определения ширины полосы была введена эффективная модальная ширина полосы (EMB).
OM3 предлагает значительное улучшение пропускной способности по сравнению с OM1. Он поддерживает скорость 1 Гбит/с до 1000 метров и скорость 10 Гбит/с до 300 метров. Отраслевые стандарты больше не рекомендуют OM3, но он по-прежнему признается. Он даже поддерживает 40- и 100-гигабитные приложения на расстоянии до 100 метров и включен в высокоскоростные 200-, 400- и 800-гигабитные приложения, но на более коротких расстояниях, чем OM4. Для параллельных оптических приложений 400GBASE-SR4, использующих 8 волокон (4 передающих и 4 принимающих со скоростью 100 гигабит в секунду), OM3 может поддерживать 70 метров, что по-прежнему достаточно для многих каналов связи в центрах обработки данных. Планируется также, что OM3 будет поддерживать будущие приложения 800 Gig SR8 на расстоянии до 70 метров. Стандартный цвет куртки для OM3 — цвет морской волны.
Многомодовый OM4
В многомодовом волокне, где световые сигналы проходят в нескольких режимах, задержка дифференциального режима (DMD) является основным фактором, влияющим на производительность. МДД возникает из-за того, что некоторые режимы света распространяются быстрее, чем другие, и не достигают приемника одновременно. В 2010 году было представлено оптимизированное для лазера многомодовое волокно 50 мкм OM4, чтобы свести к минимуму влияние DMD и тем самым обеспечить более высокую пропускную способность. Производители волокна минимизировали DMD, оценивая показатель преломления стекла (то есть то, как свет проходит через материал) от центральной сердцевины до внешней оболочки. Это ускоряет более медленные режимы движения ближе к оболочке по изогнутому пути и замедляет более быстрые режимы движения ближе к ядру, позволяя всем световым сигналам поступать одновременно, как показано ниже.
Обладая более высокой пропускной способностью, OM4 сегодня является рекомендуемым стандартом многомодового волокна для большинства приложений. Он может поддерживать 1 гигабайт на расстоянии более 1000 метров, 10 гигабайт на расстоянии около 550 метров и 40 и 100 гигабитных параллельных оптических приложений на расстоянии до 150 метров. Он поддерживает 400-гигабитные и будущие 800-гигабитные приложения на расстоянии до 100 метров. Стандартный цвет оболочки для OM4 — цвет морской волны или фиолетовый Эрика (розовый). Фиолетовая Эрика была введена, потому что в смешанных средах OM3/OM4 может быть трудно различить их, не читая этикетку. Когда OM3 и OM4 объединены в линию связи, эта связь будет достигать производительности только OM3.
Многомодовый OM5
OM5 — это новейший тип многомодового оптоволоконного кабеля 50мкм с лазерной оптимизацией. Он предлагает ту же пропускную способность и производительность, что и OM4 для 850-нм VCSEL. Основное отличие состоит в том, что OM5 также включает спецификации для работы на более высокой длине волны 953нм. Благодаря этой работе на дополнительной длине волны OM5 поддерживает технологию мультиплексирования с разделением по короткой длине волны (SWDM), которая передает на нескольких длинах волн. Также называемое широкополосным многомодовым волокном (WBMMF), OM5 увеличивает расстояния для приложений SWDM, таких как 400GBASE-SR4.2, поддерживая 150 метров по сравнению со 100 метрами с OM4 и 70 метров с OM3.
400GBASE-SR4.2 работает на скорости 50 Гбит/с на двух длинах волн по 8 волокнам, что позволяет 4 волокнам передавать со скоростью 100 Гбит/с и 4 волокнам принимать со скоростью 100 Гбит/с. В настоящее время это единственное официальное приложение SWDM и, следовательно, единственное приложение, в котором OM5 предлагает преимущества. Поскольку SWDM — более дорогая технология, а OM5 стоит дороже, чем OM4, многие не видят особого смысла в развертывании OM5 вместо OM4. Кроме того, благодаря возможности работать на скорости 100 Гбит/с на одной длине волны, 400GBASE-SR4 поддерживает 400 Гбит/с по 8 волокнам без необходимости использования SWDM и OM5. Однако в будущем могут появиться приложения SWDM, которые смогут использовать преимущества длины волны 953 нм. Стандартный цвет кожуха для OM5 — светло-зеленый.
Правильный выбор многомодового режима
В таблице ниже приведены различия между многомодовыми оптоволоконными кабелями OM1, OM2, OM3, OM4 и OM5, которые помогут вам выбрать правильный тип.
Правильный выбор типа многомодового волокна - ключ к эффективной работе вашего дата-центра.
