Многомодовое волокно OM3: характеристики, применение и сравнение OM3 и OM4

OM3 — один из наиболее широко распространенных типов многомодового волокна в центрах обработки данных и корпоративных зданиях. Если вы оцениваете его для проекта, наиболее важные вопросы просты: какие расстояния и скорости он фактически поддерживает, как он соотносится с OM4 и одномодовым оптоволокном и когда имеет смысл выбрать - или пропустить - OM3 для вашей конкретной конструкции линии связи?

В этом руководстве описаны технические характеристики, реальные-приложения, основные различия между OM3 и OM4, а также критерии выбора, определяющие, подходит ли OM3 для вашей сети.
 

Что такое многомодовое волокно OM3?

OM3 — это многомодовое волокно с-оптимизированным для лазера 50/125 мкм с градуированным-индексом преломления, предназначенное в первую очередь для высокоскоростных-оптических линий связи на короткие-расстояния. Обозначение «OM» означает «оптический многомодовый» и происходит из системы классификации ISO/IEC 11801. OM3 соответствует спецификации волокна, первоначально определенной вТИА-492AAAC, который установил требования к производительности для лазерного-оптимизированного волокна длиной 850 мкм и минимальной эффективной модальной полосой пропускания (EMB) 2000 МГц·км.

С практической точки зрения OM3 было первым многомодовым оптоволокном, специально разработанным для работы с передатчиками VCSEL (вертикальный-поверхностно-излучающий лазер) на длине волны 850 нм — - недорогой-лазерной технологии, которая доминирует в оптике центров обработки данных с малым-дальностью действия. Именно эта оптимизация позволяет OM3 поддерживать 10-гигабитный Ethernet (10GBASE-SR) на расстоянии до 300 метров — расстояние, которое покрывает подавляющее большинство соединений внутри-зданий и внутри-центров обработки данных{15}}.

OM3 полностью обратно-совместим со старыми многорежимными приложениями. Он поддерживает устаревшие протоколы, такие как Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, по одному и тому же кабелю, что означает, что обновление инфраструктуры OM1 или OM2 до OM3 не требует замены существующего более низкоскоростного-оборудования.

Характеристики волокна OM3

Приведенные ниже характеристики отражают параметры производительности, определенные TIA-492AAAC (теперь объединенные в TIA-492AAAF) и указанные в стандартах Ethernet IEEE 802.3. Эти цифры определяют решения по проектированию ссылок.

Один важный момент: качество волокна само по себе не определяет производительность канала. Общий канал включает в себяразъемы, сращивания, патч-корды и оптика трансивера. Плохо завершенный канал OM4 может работать хуже, чем хорошо-канал OM3. Как отмечено в руководстве по выбору волокна Corning (АЕН075), затухание и произведение длины полосы пропускания- являются основными определяющими факторами охвата системы, однако бюджет потерь в соединителе и общая конструкция канала также напрямую влияют на то, пройдет ли соединение или нет.

Ограничения на расстояние оптоволокна OM3 в зависимости от применения

Максимальное поддерживаемое расстояние для OM3 зависит от стандарта Ethernet и схемы сигнализации. В таблице ниже приведены ключевые приложения IEEE 802.3, относящиеся к развертываниям в центрах обработки данных и на предприятиях, на основе данных изТехнический консорциум TIA по волоконной оптикеиEthernet Альянс.

Закономерность очевидна: по мере увеличения скорости передачи данных поддерживаемое расстояние OM3 уменьшается. Для каналов 10G на расстоянии менее 300 метров OM3 обеспечивает тот же функциональный результат, что и OM4. Но как только вы перейдете на 40G и выше, разрыв будет иметь большее значение -, особенно если ваши каналы приближаются к отметке в 100 метров или превышают ее.
 

Где обычно используется волокно OM3

Соединения центров обработки данных

OM3 – стандартный выбор для коротких внутри-каналов-центра данных: от вершины--стойки до конца--рядных коммутаторов, соединений сервера-к-коммутатору и каналов сети хранения данных (SAN). Большинство этих трасс остаются значительно ниже 100 метров, что означает, что OM3 комфортно поддерживает многомодовые приложения 10G, 40G и даже 100G на типичных расстояниях между рядами и проходами. Для параллельной оптики высокой-плотности 40G и 100G OM3 обычно сочетается сПатч-корды MPO/MTPс использованием трансиверов SR4.

Основы построения предприятия

Внутри офисных зданий OM3 служит магистральной оптоволоконной линией, соединяющей телекоммуникационные помещения, IDF и серверные шкафы. Для зданий, где длина самой длинной магистральной магистрали составляет менее 300 метров, OM3 поддерживает 10G Ethernet, не требуя более высокой стоимости OM4 или более дорогой оптики, связанной с одномодом. В этом случае OM3 остается наиболее экономичным-эффективным: пропускная способность достаточна для текущих потребностей 10G и совместимость сстандартные дуплексные разъемы LCи широко доступные трансиверы SR.

Кампусные связи в пределах многомодового расстояния

Для коротких связей между-зданиями в кампусе, - скажем, между соседними зданиями, соединенными подземным трубопроводом -, OM3 может работать, если общая длина маршрута не выходит за пределы расстояния, установленного приложением. Однако во многих проектах кампусов пределы многомодового расстояния превышаются, если учесть фактическую прокладку кабеля (а не только расстояние по прямой-линии). Если ожидается, что линия кампуса приблизится или превысит 300 метров при 10G или 100 метров при 40G/100G,одномодовое волокно – это более безопасный долгосрочный-выбор.

OM3 против OM4: ключевые различия в расстоянии и пропускной способности

OM3 и OM4 имеют одинаковые размеры сердцевины и оболочки толщиной 50/125 мкм, одинаковую цветовую схему оболочки и полную физическую совместимость -, они соединяются с одними и теми же разъемами и работают с одними и теми же трансиверами на базе VCSEL-. Разница заключается в производительности полосы пропускания.
 

Более высокий EMB OM4 - более чем в два раза превышает аналогичный показатель OM3 -, что напрямую приводит к увеличению поддерживаемых расстояний при 40G и 100G. При 10G разница составляет 300 м против 400 м, что важно для более длинных магистралей, но не для типичных соединений внутри-стойки или внутри-ряда.

Практический вопрос заключается в том, действительно ли вашим конкретным ссылкам нужен такой дополнительный охват. Если каждая ссылка в вашем проекте имеет длину менее 100 метров и вы используете 10G или 40G, оба OM3 и OM4 будут работать. Дополнительные затраты на OM4 покупают маржу, но не меняют результат «прошел/не прошел» для этих ссылок. OM4 становится более предпочтительным выбором, когда каналы приближаются к верхней границе диапазона OM3 или когда вы планируете в ближайшем будущем перейти на 100G по тому же волокну.

OM3 против OM2: почему важно обновление

OM2 также представляет собой волокно диаметром 50/125 мкм, но оно не было-оптимизировано для лазера. Его полоса пропускания при запуске на длине волны 850 нм составляет 500 МГц·км - в четыре раза ниже, чем полоса пропускания EMB OM3, равная 2000 МГц·км. Что касается зоны действия 10G Ethernet, 10GBASE-SR поддерживает только 82 метра по OM2 по сравнению с 300 метрами по OM3. Это незначительная разница - она фактически ограничивает OM2 очень короткими каналами для 10G и делает его непригодным для многомодовых приложений 40G/100G на любом полезном расстоянии.

Если вы модернизируете магистраль старого здания с OM1 или OM2, переход на OM3 обеспечит существенный скачок в охвате 10G. Более подробное сравнение поколений многомодовых волокон см. в нашем руководстве поОграничения на расстояние по многомодовому оптоволокну от OM1 до OM5.

OM3 против одномодового волокна: когда переключаться

Одномодовое волокно (OS1/OS2) работает по принципиально другому принципу - оно поддерживает только одну моду распространения, что устраняет модовую дисперсию и обеспечивает гораздо большую дальность действия. Стандартный приемопередатчик 10GBASE-LR поддерживает расстояние до 10 км в одномодовом режиме по сравнению с 300 м у OM3. Для 40G и 100G одномодовые варианты достигают 10 км и более в зависимости от стандарта.

Компромисс – это стоимость. В одномодовых трансиверах (LR, ER) используются DFB-лазеры на длине волны 1310 или 1550 нм, которые дороже, чем VCSEL на 850 нм, используемые с многомодовыми. Одномодовые разъемы также требуют более жестких допусков на выравнивание, что может увеличить стоимость установки. Для коротких линий внутри здания или центра обработки данных разница в стоимости между многомодовой и одномодовой оптикой часто перевешивает экономию на оптоволокне.

Переключайтесь на одномодовый режим, когда ваши каналы связи превышают пределы расстояния для многомодовых сетей, когда вам требуется охват кампуса или-города или когда вы проектируете инфраструктуру, которая должна поддерживать скорости, превышающие возможности многомодового режима на требуемом расстоянии. Подробное описание смотрите в нашей статьеOS1 и OS2 одномодовое волокно.

Можете ли вы использовать волокно OM3 и OM4 в одной ссылке?

Да - OM3 и OM4 физически совместимы, поскольку они имеют одинаковую геометрию сердцевины и оболочки толщиной 50/125 мкм. Вы можете подключить патч-корды OM3 к магистральному кабелю OM4 (или наоборот) без несоответствия по размеру жилы или типу разъема.

Однако смешанное звено работает на уровне самого слабого сегмента. Если ваш магистральный кабель — OM4, а патч-корды — OM3, эффективная пропускная способность канала ограничена секциями OM3. Дополнительная возможность расстояния, за которую вы заплатили за магистральный кабель OM4, уменьшается или устраняется с помощью патч-кордов OM3 в канале.

Это особенно важно, когда расстояние связи близко к пределу приложения. Для коротких ссылок, находящихся в рамках бюджета, смешивание вряд ли приведет к сбою. Но если вы полагаетесь, например, на дополнительную дальность действия OM4 -, необходимость смешивания 130 метров при 40GBASE-SR4 - в сегментах OM3 приводит к удалению этого запаса и может вывести канал из строя.

Практическое правило: если вы используете OM4 ради преимущества на расстоянии, используйте OM4 по всему каналу, включаяпатч-корды.
 

Когда следует выбирать многомодовое волокно OM3

OM3 — правильный выбор, когда требования проекта соответствуют его сильным сторонам. Конкретно:

• Каналы 10G на расстоянии до 300 метров- OM3 поддерживает полное расстояние 10GBASE-SR со стандартными приемопередатчиками SR. Это охватывает большинство соединений 10G внутри-зданий и внутри-центров обработки данных-.
• Каналы 40G/100G на расстоянии менее 100 метров- Для параллельной оптики (SR4) на коротких расстояниях до центров обработки данных OM3 соответствует требованиям IEEE 802.3, не требуя более высокой пропускной способности OM4.
• Проекты с ограниченным бюджетом-, где дополнительный охват OM4 не нужен- Если ваша самая длинная линия составляет 80 метров и вы используете 10G, надбавка к стоимости кабеля OM4 не повлияет на результат.
• Обновление с OM1/OM2 для поддержки 10G- OM3 – это значительный шаг вперед в расширении охвата сети 10G по сравнению с традиционным многомодовым оптоволокном.

Когда пропускать OM3

• Ссылки приближаются к ограничениям расстояния OM3 или превышают их.- Если в вашем проекте есть магистральная сеть длиной около 300 м при 10G или около 100 м при 40G/100G, OM4 дает вам запас, которого нет у OM3.
• Планируемый переход на 100G или 400G через многомодовый режим.- Более высокие-скоростные многомодовые стандарты значительно сокращают радиус действия OM3 (70 м для 100GBASE-SR4). Если-готовность к использованию 100G+ является реальной необходимостью, лучше использовать OM4 или OM5.
• Кампусы или линии связи между-зданиями, превышающие многомодовые расстояния- Одномодовый режим является правильным выбором для любого канала, скорость которого превышает таблицу многомодовых расстояний.

Распространенные ошибки при выборе волокна OM3

Сосредоточение внимания на качестве волокна, игнорируя канал

Выбор OM3 (или OM4) не гарантирует работоспособность ссылки. Оптика трансивера, качество разъемов,вносимая потеряБюджет и общее расстояние соединения влияют на то, пройдет ли канал. Высококачественная-установка OM3 с чистыми разъемами и правильным планированием потерь каждый раз превосходит небрежно развернутый канал OM4.

Предполагая, что OM4 всегда стоит переплаты

OM4 объективно более-производителен, но производительность имеет значение только там, где она меняет результат. Если все ваши каналы имеют длину 50–80 метров и работают в сети 10G, OM3 и OM4 дадут одинаковый результат. Тратить больше средств на качество кабеля и при этом недостаточно-вкладывать средства в качество разъемов или тестирование — это нерациональное распределение бюджета проекта.

Использование «будущей-проверки» без определения изменений

«Доказательство будущего-» не является технической спецификацией. Полезная версия этого вопроса такова: какую скорость вы планируете бежать, на какую дистанцию ​​и в какие сроки? Если ответ — 100G на расстоянии 100+ метров в течение трех лет, то OM4 оправдан. Если ответом будет 10G в обозримом будущем на дистанциях 60 метров, то OM3 будет достаточно, и деньги лучше потратить в другом месте проекта.

Объединение патч-кордов OM3 в магистраль OM4 без проверки бюджета

Это часто встречается в существующих центрах обработки данных, где повторно используются патч-корды от старых систем. Если ссылка короткая и бюджет потерь имеет запас, это часто работает. Но если канал спроектирован с учетом расширенного радиуса действия OM4, патч-корд OM3 может ухудшить качество канала настолько, что он не пройдет сертификацию. Маркируйте и разделяйте патч-корды по классам, чтобы избежать случайного перепутывания.

Часто задаваемые вопросы

Является ли волокно OM3 достаточно хорошим для 10G?

Да. OM3 поддерживает 10GBASE-SR на расстоянии до 300 метров по стандарту IEEE 802.3ae. Для подавляющего большинства каналов 10G внутри зданий и центров обработки данных этого расстояния более чем достаточно. OM3 остается наиболее экономичным-многомодовым выбором для 10G.

Каково максимальное расстояние волокна OM3?

Это зависит от скорости приложения. При 10G (10GBASE-SR) максимальное расстояние составляет 300 метров. При 40G (40GBASE-SR4) оно составляет 100 метров. При 100G (100GBASE-SR4) оно падает до 70 метров. При скорости 1G (1000BASE-SX) OM3 поддерживает расстояние до 1000 метров. Всегда проверяйте расстояние в соответствии с конкретным стандартом IEEE 802.3, который использует ваше оборудование.

Можно ли использовать волокна OM3 и OM4 вместе?

Они физически совместимы, поскольку оба используют ядро ​​50/125 мкм. Однако ссылка будет работать на уровне OM3. Если вам нужна расширенная зона действия OM4, используйте OM4 для всего канала, включая патч-корды.

Достаточно ли OM3 для Ethernet 40G или 100G?

OM3 поддерживает 40GBASE-SR4 до 100 метров и 100GBASE-SR4 до 70 метров. Для коротких соединений центров обработки данных на таких расстояниях работает OM3. Для более длинных трасс OM4 увеличивает поддерживаемое расстояние до 150 м и 100 м соответственно.

В чем разница между полосой пропускания OM3 и OM4?

OM3 имеет минимальную эффективную модальную полосу пропускания (EMB) 2000 МГц·км на длине волны 850 нм. Минимальное значение EMB OM4 составляет 4700 МГц·км -, что более чем вдвое больше. Эта более высокая пропускная способность позволяет OM4 поддерживать большие расстояния на 10G, 40G и 100G.

Какие разъемы и трансиверы работают с OM3?

OM3 работает со стандартными дуплексными разъемами LC для 10G (10GBASE-SR) и разъемами MPO/MTP для 40G (40GBASE-SR4) и 100G (100GBASE-SR10, 100GBASE-SR4). Трансиверы используют технологию VCSEL 850 нм. Рекомендации по выбору разъема см. в нашейРуководство по выбору MTP и MPO.

Краткое описание быстрого выбора

Чтобы выбрать правильное волокно для вашего проекта, сопоставьте требования к каналу с тем, что фактически обеспечивает каждый тип волокна:

• Выберите OM3когда ваши каналы 10G остаются на расстоянии менее 300 м, а каналы 40G/100G — менее 100 м. Это наиболее экономичный-многомодовый вариант для таких расстояний.
• Выберите OM4когда вам требуется более длинная многомодовая зона действия -, особенно для каналов 40G/100G, длина которых приближается к 150 м, или когда в течение срока службы кабельной сети планируется переход на 100G по тому же волокну.
• Выберите одномодовыйкогда ваши соединения превышают ограничения на расстояние в многомодовом режиме, когда вам требуется доступ к кампусу или метро или когда ваша дорожная карта скорости расширяется до 400G и выше.

Прежде чем переходить на какой-либо класс волокна, подтвердите четыре вещи: стандарт приложения, который использует ваше оборудование (10GBASE-SR, 40GBASE-SR4 и т. д.), фактическую длину проложенного кабеля (а не расстояние по прямой-линии), разъем и бюджет потерь для канала, а также горизонт обновления для этого канала. Эти четыре переменные -, а не метка волокна -, определяют, работает ли соединение.

Ссылки и дополнительная литература

• Технический консорциум TIA по оптоволокну - Стандарты Ethernet для многомодового оптоволокна IEEE 802.3
• Ethernet Alliance - 10GbE стандартизирован до 400 метров по оптоволокну OM4
• Выбор и характеристики многомодового оптического волокна Corning - (AEN075)
• Журнал Electrical Contractor - Утверждены спецификации нового многомодового волокна (TIA-492AAAC)
• Википедия - Многомодовое- оптическое волокно