通訊用多模光纖主要有哪些型別,OM1~OM5有什麼區別?

網路通訊頻道發表於2022-05-24

01 前言

根據光纖內光訊號傳輸模式的不同,光纖可分為單模光纖和多模光纖,見《常用通訊光纖是如何分類的》一文。

在傳送網和有線接入網中,我們接觸到的光纖型別主要有:G.652、G.654和G.657,這些都是單模光纖。多模光纖主要用在短距離通訊中,如資料中心內裝置間互聯等場景。

按照材質,多模光纖分為玻璃光纖和塑料光纖。塑料光纖主要使用在工業控制和汽車的娛樂系統,總體佔比較低。通訊中常用的多模光纖為玻璃材質,常用型別包括:OM1、OM2、OM3、OM4和OM5;這幾種光纖的主要區別在於模式頻寬、對SWDM的支援等方面。

02 模式頻寬

模式頻寬是反映多模光纖頻寬能力的重要指標,可簡單理解成:光纖內傳輸訊號的最高頻率與其傳輸長度的乘積。例如,在850nm波長,某根光纖最小模式頻寬是200MHz·km,則意味著當這根光纖長lkm時,可以傳輸最大頻率為200MHz的訊號;而當長度是500m時,最大可傳輸400MHz(200MHz×lkm/0.5km=400MHz)的訊號。

多模光纖的模式頻寬與通道的波長相關,OM1、OM2、OM3、OM4和OM5光纖在850nm和953nm的最小模式頻寬見下表。

OM4和OM5在850nm的最小模式頻寬一般沒有區別,它們的區別在於對SWDM的支援。

03 對SWDM的支援

單模傳輸系統中,100G及以上速率的光模組均採用了WDM技術。如100G ER4(40km)光模組一般採用LWDM(細波長分波多工)。

(圖片來源:易飛揚通訊)

為提升單根光纖的傳輸速率,多模光纖也提出了WDM方案,即SWDM。SWDM是短波波長分波多工,採用的工作波長從850 nm開始,每隔30 nm增加一個波長,即:880nm、910nm和940nm。支援SDWM的多模光纖為OM5,OM5也稱為寬頻多模光纖。這並不等於說OM1~OM4光纖不支援SWDM,而是在SWDM的相應波長未對光纖的指標做要求。

(圖片來源:《選用OM5光纖的五大理由》)

04 最大傳輸距離

多模光纖的最大傳輸距離主要與光纖的模式頻寬和光模組型別有關,不同速率光模組的最大傳輸距離見下表(表中OM3、OM4在SWDM下的傳輸距離來自飛速FS,其它傳輸距離來自長飛官網)。

05 纖芯直徑、光源等

OM1、OM2、OM3、OM4和OM5光纖的纖芯直徑、使用的光源型別、以及跳纖護套的顏色也有所區別。

通常,光纖的纖芯直徑越大,耦合越容易,但模式頻寬也越小。OM1和OM2的纖芯直徑有2種:50um和62.5um,OM3、OM4和OM5的纖芯直徑均為50um。

OM1和OM2的光源主要採用LED,OM3、OM4和OM5的光源主要採用VCSEL(垂直腔面發射鐳射器)。

為區別光纖型別,OM1、OM2、OM3、OM4和OM5跳纖護套的顏色也有所區分:OM1/OM2為橙色,OM3/OM4為水藍色(部分廠商OM4跳纖的護套為紫羅蘭色),OM5為淺綠色。

06 小結與建議

OM1、OM2光纖由於不能很好地支援高速率通訊,目前已漸漸退出市場。OM5光纖雖然能更好地支援SWDM,但高速光模組採用MPO/MTP方案(MPO/MTP為多芯連線介面)要比SWDM方案更經濟,所以,當前多模光纖應用最多的依然是OM3和OM4。資料中心新建佈線建議使用OM4光纖,如果對投資不敏感,或裝置間互聯的速率要求較高,也可使用OM5光纖。

當前,除資料中心外,其它電信機房裝置互聯的光纖依然採用了單模光纖。單模光纖雖然價格較多模光纖便宜,但同速率的光模組,單模的價格是多模的2倍左右。如果核心機房內裝置互聯也採用多模光纖,可能會節省一筆不小投資。

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