Multimode-Faser
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Anwendung
Multimode-Fasern ermöglichen die gleichzeitige Ausbreitung mehrerer Lichtstrahlen, was zu einer Modendispersion führt (da jede Mode in einem anderen Winkel in die Faser eintritt und ihre Ankunftszeiten am anderen Ende ebenfalls unterschiedlich sind; diese Eigenschaft wird Modendispersion genannt). Die Modendispersionstechnologie begrenzt die Bandbreite und Entfernung von Multimode-Fasern. Daher weisen Multimode-Fasern dicke Kerne, niedrige Übertragungsgeschwindigkeiten, kurze Distanzen und eine schlechte Gesamtübertragungsleistung auf. Allerdings sind seine Kosten im Vergleich zu anderen Produkten relativ niedrig und es wird im Allgemeinen in Gebäuden oder in geografisch benachbarten Umgebungen eingesetzt.
Eigenschaften
Die Multimode-Faser der ersten -Generation ist eine 50/125 μm Multimode-Faser mit einer abgestuften Brechungsindexverteilung. Der Kerndurchmesser von 50 μm wurde gewählt, da die Anzahl der Übertragungsmodi in dieser Faser etwa 1/2,5 derjenigen in einer 62,5 μm-Multimode-Faser beträgt. Dadurch wird die Modendispersion effektiv reduziert und die Bandbreite erhöht. Bei einer Wellenlänge von 850 nm bietet die 50/125 μm Multimode-Faser die dreifache Bandbreite der 62,5/125 μm Multimode-Faser. Gemäß dem IEEE 802.3z-Standard kann eine Multimode-Faser mit 62,5 μm Kerndurchmesser bei einer Rate von 1 Gbit/s nur 270 Meter übertragen, während eine Multimode-Faser mit 50 μm Kerndurchmesser 550 Meter übertragen kann. Jüngste Experimente haben bestätigt, dass bei Verwendung eines 850-nm-Vertikalhohlraum-Oberflächenlasers (VCSEL) als Lichtquelle mit einer Rate von 1 Gbit/s eine Standard-Multimode-Faser mit einem Kerndurchmesser von 50 μm fehlerfrei über 1750 Meter (einschließlich 5 Steckerpaare) übertragen kann und eine Multimode-Faser der nächsten Generation mit einem Kerndurchmesser von 50 μm übertragen kann fehlerfrei für 2000 Meter (inkl. 2 Steckerpaare).
Ein weiterer Grund für die Verwendung eines Kerndurchmessers von 50 μm besteht darin, dass die zuvor geschätzten Vorteile von Multimode-Fasern mit 62,5 μm Kerndurchmesser durch den technologischen Fortschritt irrelevant geworden sind. Anfang bis Mitte der 1980er Jahre hatten LED-Lichtquellen eine geringe Ausgangsleistung, große Divergenzwinkel und hohe Verbindungsverluste, sodass die Verwendung von Fasern mit großen Kerndurchmessern und numerischen Aperturen für die Maximierung der optischen Leistungseinspeisung unerlässlich war. Zu diesem Zeitpunkt schien niemand damit gerechnet zu haben, dass die Geschwindigkeit lokaler Netzwerke 100 Mbit/s überschreiten könnte, was bedeutet, dass die Bandbreitenleistung von Multimode-Glasfaser nicht besonders herausragend war, insbesondere bei der Verwendung von VCSELs, bei denen die optische Leistungseinspeisung kein Problem mehr darstellte. Kerndurchmesser und numerische Apertur sind nicht mehr so wichtig wie zuvor, und die Übertragungsrate von 10 Gbit/s ist zur größten Herausforderung geworden, weshalb Multimode-Fasern mit 50 μm Kerndurchmesser, die eine höhere Bandbreite bieten können, sehr gefragt sind.
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Was sind die Unterschiede zwischen OM1-, OM2-, OM3- und OM4-Lichtwellenleitern?
„OM“ steht für Optical Multimode, ein Standard zur Angabe der Qualität von Multimode-Fasern. Unterschiedliche Qualitäten haben unterschiedliche Bandbreiten und maximale Übertragungsentfernungen. In diesem Artikel werden hauptsächlich die Unterschiede zwischen den optischen Fasern OM1, OM2, OM3 und OM4 erläutert.
I. Parameter und Spezifikationen
1. OM1 bezieht sich auf Multimode-Fasern mit 50 µm oder 62,5 µm Kerndurchmesser und einer vollen Injektionsbandbreite von 200/500 MHz·km oder höher bei 850/1300 nm.
2. OM2 bezieht sich auf Multimode-Fasern mit 50 µm oder 62,5 µm Kerndurchmesser und einer vollen Injektionsbandbreite von 500/500 MHz·km oder höher bei 850/1300 nm.
3. OM3 ist eine Multimode-Faser mit 50 µm Kerndurchmesser, die für 850-nm-Laser optimiert ist. Bei 10-Gbit/s-Ethernet mit 850-nm-VCSELs kann die Glasfaserübertragungsentfernung 300 m erreichen.
4. OM4 ist eine verbesserte Version der OM3-Multimode-Faser mit einer Glasfaserübertragungsentfernung von bis zu 550 m.
II. Design-Grundlagen
1. Herkömmliche OM1- und OM2-Multimode-Fasern verwenden sowohl in den Standards als auch im Design LEDs (Light Emitting Diodes) als primäre Lichtquelle. OM3 und OM4 sind jedoch gegenüber OM2 optimiert, um auch die Übertragung mit LDs (Laserdioden) zu unterstützen.
2. Im Vergleich zu OM1 und OM2 bietet OM3 höhere Übertragungsraten und Bandbreite, daher der Name „optimierte Multimode-Faser“ oder „10-Gigabit-Multimode-Faser“.
3. OM4 wurde gegenüber OM3 weiter optimiert, was zu einer noch besseren Leistung führt.
III. Funktionen und Features
1. OM1: Größerer Kerndurchmesser und größere numerische Apertur, was eine starke Lichtsammelfähigkeit und Biegefestigkeit bietet;
2. OM2: Kleinerer Kerndurchmesser und kleinere numerische Apertur, was die Modendispersion in Multimode-Fasern effektiv reduziert, die Bandbreite deutlich erhöht und die Herstellungskosten um ein -Drittel senkt;
3. OM3: Verwendet eine flammhemmende Außenhülle, die Flammenausbreitung, Rauchentwicklung, saure Gase und giftige Gase verhindert und gleichzeitig die Anforderungen von 10 Gbit/s Übertragungsraten erfüllt;
4. OM4: Entwickelt für die VSCEL-Laserübertragung und bietet mehr als die doppelte effektive Bandbreite von OM3.
IV. Anwendungsbereich
1. OM1 und OM2 werden seit vielen Jahren in großem Umfang in Gebäudeinnenräumen eingesetzt und unterstützen Ethernet-Übertragung bis zu 1 GB;
2. Optische OM3- und OM4-Kabel werden typischerweise in Verkabelungsumgebungen von Rechenzentren verwendet und unterstützen 10G- und sogar 40/100G-Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Übertragung.
V. Wann sollten OM3-Glasfaser-Patchkabel verwendet werden?
OM3-Glasfaserkabel sind für den Einsatz mit VCSELs konzipiert und entsprechen der ISO/IEC 11801-2. OM-3-Glasfaserspezifikation und erfüllen die Anforderungen von 10-Gigabit-Ethernet-Anwendungen. OM3-Glasfaserkabel sind in verschiedenen Typen erhältlich, einschließlich Innen- und Innen-/Außen-Universaltypen, mit Adernzahlen von 4 bis 48. Sie unterstützen auch alle Anwendungen, die auf älteren Multimode-50/125-μm-Glasfaserkabeln basieren, einschließlich der Unterstützung von LED- und Laserlichtquellen.
1. Mithilfe von OM3-Glasfasersystemen kann die Übertragungsdistanz für Gigabit-Ethernet auf 900 Meter erweitert werden, sodass Benutzer bei einer Entfernung zwischen Gebäuden von mehr als 550 Metern keine teuren Lasergeräte verwenden müssen.
2. Innerhalb einer Entfernung von 2000 Metern kann eine Standard-Multimode-Faser mit 62,5/125 μm für verschiedene Situationen innerhalb des OC-12-Ratenbereichs (622 Mbit/s) verwendet werden; andernfalls wird Singlemode-Faser verwendet. Das Aufkommen der OM3-Multimode-Faser hat diese Situation jedoch verändert. Da OM3-Fasern die Übertragungsentfernung von Gigabit- und 10-Gigabit-Systemen verbessern können, ist die Verwendung optischer Module mit 850 nm Wellenlänge und VCSELs die kostengünstigste Verkabelungslösung.
3. Wenn die Verbindungslänge 1000 Meter überschreitet, bleibt Singlemode-Glasfaser die einzige Option. Single--Fasern können eine Übertragungsdistanz von 5 Kilometern bei einer Wellenlänge von 1310 nm in Gigabit-Systemen und 10 Kilometern in 10-Gigabit-Systemen erreichen.
4. Wenn die Verbindungslänge kleiner oder gleich 1000 Meter ist, können OM3 50μm-Multimode-Fasern in Gigabit-Systemen verwendet werden, während Single--Mode-Fasern in 10-Gigabit-Systemen verwendet werden sollten.
5. Wenn die Verbindungslänge weniger als 300 Meter beträgt, kann OM3-Multimode-Glasfaser in jedem Gigabit- und 10-Gigabit-System verwendet werden.
VI. Wann sollten OM4-Glasfaser-Patchkabel verwendet werden?
Für eine typische Verbindung sind die Kosten für optische Module recht hoch. Obwohl Single--Fasern günstiger als Multimode-Fasern sind, erfordert ihre Verwendung sehr teure optische 1300-nm-Module, die etwa 2-3-mal mehr kosten als optische 850-nm-Multimode-Module. Insgesamt sind die Kosten eines Multimode-Fasersystems deutlich niedriger als die eines Singlemode-Fasersystems.
Wenn Sie in Glasfaserkabel investieren, können Sie durch die Erwägung einer Anfangsinvestition in höherwertige Multimode-Fasern wie OM4-Fasern die volle Nutzung der aktuellen Multimode-Fasertechnologie sicherstellen und die Gesamtkosten des aktuellen Systems senken. Wenn das System auf höhere Geschwindigkeiten wie 40G und 100G aufgerüstet werden muss, kann OM4 weiterhin verwendet werden und ist noch kostengünstiger-.
Kurz gesagt: Wenn die Übertragungsrate mehr als 1 Gbit/s beträgt, ist die Verwendung von Multimode-Glasfaser eine gute Systemwahl. Wenn das System noch höhere Übertragungsraten erfordert, gelten die folgenden Richtlinien für die Auswahl von OM4-Fasern:
1. Für Ethernet-Benutzer können die Übertragungsentfernungen in 10-Gbit/s-Systemen 300 m bis 600 m betragen; In 40-Gbit/s- und 100-Gbit/s-Systemen beträgt die Übertragungsentfernung 100 m bis 125 m.
2. Für Benutzer von Campus-Netzwerken unterstützt OM4-Glasfaser 400 m für 4-Gbit/s-Glasfaserverbindungen, 200 m für 8-Gbit/s-Glasfaserverbindungen oder 130 m für 16-Gbit/s-Glasfaserverbindungen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Multimode-Glasfasertechnologie von OM1 Multimode zum aktuellen OM5 mit Unterstützung von 40/100 Gbit/s weiterentwickelt hat, was den Return on Investment für Benutzer maximiert und sie zur besten Wahl für Backbone-Verkabelung oder Glasfaser-bis-zum-Desktop macht.
ct-Installation in Racks oder Schränken, was die Kabelinstallation weiter vereinfacht.
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