マルチモードファイバー規格説明:OM1 vs OM2 vs OM3 vs OM4 vs OM5

近代的な近距離光学ネットワークではマルチモードファイバー規格ファイバクラスがコア・ジオメトリ,モダルの帯域幅,サポートされた光学,そして実用的な伝達範囲でどのように振る舞うかを定義します.OM5は企業にとってとても重要なものですクラウドコンピューティング,AIクラスター,東西サーバートラフィック,高速なスイッチアップリンクにより トラフィック密度が増加するにつれてケーブルプラントが物理的な寿命の終わりに達するずっと前にハードアップグレードの天井を作成することができます..オーディオアダプター.pdf

5つのOMクラスも実際の技術シフトを反映しています.初期のマルチモードシステムは,LED時代の送信とレガシーLAN距離の周りに構築されました.後の世代は,LED通信とLED通信に最適化されました.VCSEL ベース短距離光学や最終的にブロードバンドマルチモードSWDMなどの多波長伝送戦略をサポートする操作です.進化は仕様を正しく読み取り,より良い設計決定をするための鍵であることを理解します.

マルチモードファイバー規格は,コアサイズ,帯域幅動作,サポートされる光源,短距離光学ネットワークにおける実用的な範囲.現在のケーブル言語では,OMファミリーは,構造化ケーブルとネットワークアプリケーションサポートのための光ファイバーを分類するためにTIAとISO/IECが使用するより広範な標準枠内にある.

マルチモードファイバー規格表紙図

マルチモード繊維は 光を同時に多くの伝播経路,またはモードで運びます低コスト 光学 を 重視 する 短距離 接続 に 魅力 的 な 理由単モードファイバーは,より長いリンクと異なる光学予算モデルを目的としている.実用的なLANとデータセンターエンジニアリングマルチモードは,範囲が比較的短く,トランシーバーの経済性が重要である場合に最も強いままである.

リンクが走れる距離に直接影響し 設置された装置が次のEthernet世代をサポートできるかそして,アップグレード経路には新しいケーブルが必要なのか,新しいトランシーバーが必要なのかネットワークデザイナーが色やラベルを 選ぶのではなく 異なるモード帯域幅クラスや 距離上限を 選ぶのです異なる将来の移行オプション.

マルチモードファイバーの物理的限界はモダルの分散複数の光の経路が同時に伝播するので 異なるモードが受信機に同時に届かないのです速度と距離の組み合わせを減らすエンジニアリングの観点から言えば,マルチモードファイバーは根本的に弱くない.それは単に配線速度が上昇するにつれてより注意深く制御されなければならない分散メカニズムによって支配されている.

マルチモードと単モードファイバー構造の比較

古いマルチモード設計では,ファイバー内の異なる光路がモード間の遅延差を大きくした.遅延の広がりは 符号間の干渉を増やし より高いデータ速度は より長い距離でサポートするのが難しくなりますこれはマルチモードの範囲がアプリケーションに依存し 外見が似ている2つのファイバーが 10G,40G,100G,または 400Gで非常に異なる振る舞いをする本当の理由です

モダンなマルチモードファイバーは格付け指数中核の屈折率を恒定に保つ代わりに分別式インデックスファイバーは,コア全体でインデックスを変化させ,異なるモードがより知的に遅延されるようにします.結果として,差分モードの遅延が低く,モダルの帯域幅が向上し,古いステップインデックス概念よりも高速短距離通信がはるかにサポートされる.

オムファイバーの議論では,すべてのマルチモード帯域幅を等価とみなす.オフローそしてEMBOM3以降には重要な区分になります この区分は,OM3以降には重要です.

モダル分散とグレードインデックス原理

オフロー,または過剰な打ち上げ帯域幅は,LED型打ち上げ条件に関連しています.マルチモード帯域幅を記述する古い方法であり,初期のOMクラスと基本的なモダルの振る舞いを理解するための関連性がある.OM1とOM2は基本的にOFL時代のファイバークラスであり,より新しいグレードでも,OFLだけでは実際のVCSEL性能を完全に記述することはできません.

EMBレーザー最適化されたマルチモードファイバーにとって,より重要な指標は,VCSELベースの打ち上げ条件をはるかに現実的に反映しているためである.FlukeのOMクラスの概要ではOM3は2000 MHz·km EMB850 nm で,OM4 と OM5 は4700 MHz·km EMBOM3,OM4とOM5が 近代近距離光学で 異なった振る舞いをする理由のひとつです

レーザー最適化されたマルチモードファイバーは 単に"より良いマルチモード"ではなく,実際のVCSEL伝送行動と差分モード遅延のより厳しい制御に基づいて設計されたファイバーです.OM3 の重要な仕様ラインになりましたOM1とOM2は同じ意味でのEMB要件のないレガシークラスであり続ける.

OM1 から OM5 を理解する最も簡単な方法は,それらを3つの時代として見ることです.OM1 と OM2 は,レガシーLED中心の時代に属します.OM3 と OM4 は,レーザー最適化されたVCSEL時代に属します.OM5は この論理をブロードバンドマルチモードファイバー複数の波長を複素ファイバーで伝送するだけでなく,さらに850nmの帯域幅を適用する.

OFL と EMB の帯域幅図

OM1は62.5 μmコアとOM2の使用50 μm両者はFluke参照表に指定されたEMBのない古いマルチモードクラスである.OM3,OM4,OM5は残っている.50 μmレーザー最適化されたパフォーマンス領域に移動し,EMBとDMD制御がアプリケーションサポートの中心になります.

この移行は,アプリケーションの履歴に直接マップされる.OM1とOM2は,初期のLANとキャンパス環境で有用であった.10G短距離イーサネットが主流のデータセンタースイッチングに移行したときにOM3は重要になりましたOM4は40Gと100Gの短距離リンクの役割を強化し,OM5はSWDMなどのブロードバンド用例や他のデュプレックスマルチ波長アプローチをサポートするために導入された.

OM1は最も古い主流のOMクラスであり,アップグレード中にインストールされたファイバーグレードが重要な理由の最も明確な例です.62.5 μm古いマルチモード帯域幅の動作に依存し,新しいデザインのターゲットではなく,既存のインフラストラクチャの状態として理解されています.

Fluke OM 参照では,OM1 は62.5 μm, と200 MHz·km OFL 850 nm で,500 MHz·km OFL 1300nm で減衰する3850 nm で,5 dB/kmそして11300nmで5 dB/km同じ表では,1000BASE-SX については 275mそして10GBASE-SRでは33mこれらの数字は OM1が 10Gのアップグレード計画において 迅速にボトルネックになる理由を説明します

OM1は古い建物や初期の企業幹部や 既存の構造化ケーブルプラントに まだ存在していますが 今日の近距離データセンターの光学には 設計されていませんでしたCorningは,10GBASE-SRにはOM1とOM2のオプションが含まれているが,OM3とOM4と比較して最小の牽引力があることに注意している.設計は後方互換性の物語の一部であり 未来を向いているデザインの話ではありません

OM2は,62.5/125古いマルチモード50/125この小さなコアはサポートされているモードの数を減らして帯域幅の動作を改善しますが,OM2は依然としてOMファミリーのレガシー,レーザー最適化されていない側面に属しています.

フルークはOM2を50 μm, と850 nm と 1300 nm の両方で 500 MHz·km OFLレーザー最適化ファイバーと同じ意味でのEMBの要件がないこと,および3850 nm で,5 dB/kmそして11300nmで5 dB/km同じテーブルから1000BASE-SX の 550 mそして10GBASE-SRでは82m現代の短距離アップグレードの期待に応えるほど強力ではありません.

OM2は,50μmコアがOM1と比較してモダル分散を減少させたため改善された.しかし,まだOM3以上を定義するレーザー最適化されたEMBとDMD制御を提供していない.OM2は重要な改善でしたVCSEL駆動の10G,40G,または100G環境のための建築的答えではありませんでした.

OM3はマルチモードファイバーが 真のデータセンターの仕事馬になりましたこれは,現代のVCSEL時代の最初の広く展開されたOMクラスであり,EMBを設計会話の中心部にする最初のものです..

フルークはOM3を50 μm, と1500 MHz·km OFL 850 nm で,850 nm で 2000 MHz·km EMB減衰する3.0 dB/km 850 nm でそして11300nmで5 dB/km標準的なサポート10GBASE-SR については300m,40GBASE-SR4では100mそして100GBASE-SR10では100mCisco の 40G SR4 材料も同様に使用しています.OM3で100m短距離基準点として

10Gの短距離イーサネットが データセンター内で 重要な機能になった時に OM3が市場に登場しましたトップ・オブ・ラックとアグリゲーションの導入のトランシーバーコストまた,初期40Gおよび100GマルチモードリンクのためのMPOベースの並行光学にも自然に適合しており,OM4が現れた後もOM3はずっと一般的であった.

OM4はOM3のデザイン哲学を取り,さらにそれを推し進めています.50/125 μmレーザー最適化マルチモードファイバー物理的な技術的には,この電磁波は電磁波よりもはるかに高い電磁波と,より短い距離で,より速いアプリケーションを可能にします.OM4は,深刻なデータセンター設計のための主流の高性能マルチモード選択です.

フルークはOM4を3500 MHz·km オフラインそして4700 MHz·km EMB850 nm で,3.0 dB/km850 nm の最小基準値として,一部のベンダーが引用していることに注意し,2.3 dB/kmその用途表は40GBASE-SR4では150mそして100GBASE-SR10では150mシスコの40G SR4と100Gの短距離光学は一貫してOM4/OM5から150m10Gでは,標準指向の表はしばしばOM4で400m高級エンジニアリングソリューションやベンダー文献ではより長い数字を引用することがあります.

OM3とOM4の技術的な違いは抽象的なものではない.Flukeは明示的に,OM4のEMBが高いことは,同じ距離でより多くの情報を送信できることを意味します.あるいは,同じ情報を,より長い距離でOM3よりも 幅が大きく 光学選択の柔軟性や 設計圧力が限界に近い快適なデザインと壊れやすいデザインの違いです.

OM5はよく誤解されています. 速くなったOM4とは言いません.多波長伝達のための追加的なブロードバンド特性を持つOM4級マルチモードこの区別は重要で,OM5は光学戦略が実際に追加波長を使用できる場合にのみ明確な利点を生み出します.

フルケはOM5をOM4と同様の性能で 850nmでの挿入損失とサポート距離を記述していますが, 850nmを超えた動作で880 nm,910 nm,および940 nm, 加えて減衰値2953 nm で,3 dB/kmコーニングとフルークは,OM5をブロードバンドマルチモードクラスとして特徴付け,FlukeはOM5は基本的にOM4型のファイバーであり,953 nm.

OM5の会話が可能になるのですSWDM,ビディ多波長トランシーバーは,より多くの繊維を介して並列光学のみに依存するのではなく,多波長トランシーバーは多モードチャンネルをより効果的に再利用することができます.正しい応用で既存のデュプレックスインフラストラクチャを保存しなければならない場合の移行を簡素化することができます. シスコの100G SR1.2 BiDiデータは,OM3で70m,OM4で100m,OM5で150mシスコの400Gデュプレックス BiDiモジュールはOM4では70m,OM5では100m.

シスコのOM4対OM5ガイドは 選択論理を明確にする.OM5はOM4より本質的に優れているわけではありませんOM5がサポートするように設計されたより高い波長で動作するときにのみ,より広い範囲を提供します.850nmのみコルニングは,同様の点をポジティブの側面から指摘する.100〜150m範囲が使用されるBiDi または SWDMOM5の正規のエンジニアリングです

下の表は,OMファミリーを一目で比較するための最も有用な方法です.これは,エンジニアが選択中に実際に使用する主要な物理的および性能の区別を組み合わせています.

まず,距離数は常に両方とも繊維類と光学建築2つ目は,OM5は100Gまたは400Gのケースで自動的にOM4を上回らない.トランシーバーが実際にOM5がサポートするように設計されたより広い波長ウィンドウを使用したとき,その利点が現れます.

優れたマルチモード選択の決定は インストールされたベース,ターゲット範囲,光学ロードマップ,および移行哲学に関する問題です最も高いOM数が自動的に正しい答えであると仮定することです.適切な方法は,ケーブル装置の寿命中に実際にどのような伝送方法が使用されるかを尋ねることです.

OM1 から OM5 の 進化 と 性能 比較

サイトが既にOM1あるいはOM2低速度リンクや短距離サービスがまだサポートされる可能性があります.しかし現代的な10G設計には 堅牢な基盤はないし 現在のデータセンターの光学技術には 合致していない最も深刻なアップグレードシナリオでは,OM1またはOM2がさらに伸びることができるかどうかではなく,今それらを置き換えたら,後に2度目の障害を回避できるかどうかというエンジニアリングの問題です.

標準的なVCSELベースの近距離データセンター設計ではOM4OM3よりも実質的に優れたモード帯域幅を提供し,構造化されたマルチモード環境で一般的に使用される短距離40Gと100Gクラスをサポートしています.OM3は予算に敏感なプロジェクトや古いプロジェクトでまだ正当化できますしかし,新しいデザインの場合,OM4は通常,コスト比率を良くします.

道路計画に明示的にビディ,SWDM密集した移動シナリオのデュプレックスファイバー保存OM5しかし,従来の戦略を中心に 展開計画が維持されれば,850nmのみ多モード光学では,OM5はデフォルトのアップグレードとして扱われない.特に400Gの場合,正しい答えは正確な光学ファミリーに大きく依存する.いくつかのデュプレックス BiDi モジュールは,OM5のリーチメリットを示しています.他の400Gマルチモードアプローチは既にOM4で完全に実行可能である.

混ざったOM環境は現実世界では一般的であり,特に段階的なアップグレードでは一般的です.すべてのセグメントが最も高いグレードの存在であるかのように終了から終了までのチャネルが動作することを保証しないということです.保守的な工学実践では,リンクは最低の有効セグメントと実際に使用されている光学型.

異なるOMグレードが1つのチャンネルに表示される場合,設計境界は,孤立した最高のケーブルによってではなく,そのチャンネルで最も弱い光学状態によって形成されます.完全性能同等性とは 逆相容性を混同すべきではありません混合リンクはまだ機能しているかもしれませんが,サポートされた範囲とアップグレードヘッドルームは保守的に計画する必要があります.

これは特にOM4とOM5コーニングは,OM5はOM4に対応し,単波長と多波長の両方をサポートしていることに留意する.しかし,シスコは,OM5は,すべてのマルチモード光学よりも,より高い波長レーンに追加価値をもたらすと強調つまり,混合OM4/OM5チャネルが通常の850nmトラフィックを運んでいる場合,実用的な計画論理はOM4行動に近いままである.

簡単な答えは"OM5"ではなく,より新しいものです. 工学的な答えはより正確です.OM1とOM2はレガシークラスである.OM3は最小の深刻な現代マルチモードベースラインである.OM4はほとんどの従来のショートレンジデータセンター環境のための主流の高性能選択である.OM5は,多波長ロードマップがブロードバンド設計を意味のあるものにするときに専門的なアップグレードです.

古いビルインフラストラクチャを維持している場合は,OM1とOM2を長期戦略ではなく,一時的なレガシー資産として扱います.OM4は通常最もバランスのとれた答えです複数の多モードチャンネルをビディ,SWDM波長効率の良い光学として,OM5は戦略的に重要になる.したがって,今日の最良のマルチモードファイバー規格は普遍的ではありません.ケーブル工場の裏にある実際の光学ロードマップに一致するものです.