Les normes de fibres multimodes sont expliquées: OM1 contre OM2 contre OM3 contre OM4 contre OM5

Dans les réseaux optiques modernes à courte portée,normes de fibres multimodeCe ne sont pas seulement des étiquettes de nommage. Ils définissent comment une classe de fibres se comporte en termes de géométrie de base, bande passante modale, optique prise en charge, et la portée pratique de transmission.et l'OM5 est très important dans l'entrepriseComme la densité de trafic augmente avec le cloud computing, les grappes d'IA, le trafic de serveur est-ouest, et les uplinks de commutation plus rapides,le choix de la mauvaise qualité OM peut créer un plafond de mise à niveau dur bien avant que l'usine de câblage n'atteigne sa fin de vie physique.Adaptateur audio.pdf

Les cinq classes OM reflètent également un véritable changement technologique. Les premiers systèmes multimode ont été construits autour de la transmission de l'ère LED et des distances LAN héritées.VCSEL baséLes résultats de l'étude ont montré que lesmultimode à large bandeL'évolution est la clé pour lire correctement les spécifications et prendre de meilleures décisions de conception.

Les normes de fibres multimodes sont des catégories de performances classées OM utilisées pour distinguer les fibres multimodes par taille du noyau, comportement de la bande passante, sources lumineuses prises en charge,et la portée pratique dans les réseaux optiques à courte distance.Dans le langage actuel du câblage, la famille OM se situe dans le cadre de normes plus large utilisé par TIA et ISO / IEC pour classer les fibres optiques pour le câblage structuré et le support des applications réseau.

Illustration de couverture des normes de fibres multimodes

Les fibres multimodes transportent la lumière dans plusieurs voies de propagation, ou modes, en même temps.C'est pourquoi son noyau est plus grand que la fibre mono-mode et pourquoi il est attrayant pour les liaisons à courte portée qui valorisent des optiques moins chèresEn revanche, la fibre monomode est destinée à des liaisons beaucoup plus longues et à un modèle de budget optique différent.En ingénierie pratique du réseau local et du centre de données, le multimode reste le plus fort là où la portée est relativement courte et où l'économie des émetteurs-récepteurs est importante.

Les classes OM sont importantes car elles affectent directement les optiques qui peuvent être utilisées, la distance à laquelle une liaison peut fonctionner, si une installation installée peut prendre en charge la prochaine génération d'Ethernet,et si un parcours de mise à niveau nécessitera un nouveau câblage ou uniquement de nouveaux émetteurs-récepteursUn concepteur de réseau ne choisit pas vraiment entre les couleurs ou les étiquettes.et différentes options de migration futures.

La limite physique de base de la fibre multimode estla dispersion modaleComme de nombreux chemins lumineux se propagent simultanément, différents modes ne parviennent pas au récepteur exactement au même moment.Cette diffusion du temps élargit les impulsions et réduit la combinaison utilisable de vitesse et de distanceEn termes d'ingénierie, la fibre multimode n'est pas fondamentalement faible. Elle est simplement régie par un mécanisme de dispersion qui doit être contrôlé plus soigneusement à mesure que les vitesses de ligne augmentent.

Comparaison de la structure de la fibre multimode par rapport à la fibre mono-mode

Dans les anciennes conceptions multimodes, différents chemins optiques à l'intérieur de la fibre ont créé de plus grandes différences de retard entre les modes.Cette diffusion de retard augmente les interférences entre les symboles et rend les taux de données plus élevés plus difficiles à supporter sur de plus longues distancesC'est la vraie raison pour laquelle la portée multimode dépend de l'application et pourquoi deux fibres qui semblent similaires extérieurement peuvent se comporter très différemment à 10G, 40G, 100G ou 400G.

Les fibres multimodes modernes utilisent uneindice classéAu lieu de maintenir l'indice de réfraction du noyau constant,la fibre à index classé modifie l'index à travers le noyau de sorte que les différents modes sont retardés de manière plus intelligenteLe résultat est un retard de mode différentiel plus faible, une meilleure bande passante modale et un bien meilleur support pour la transmission à courte portée à grande vitesse que les concepts plus anciens d'indice de pas.

S'il y a une erreur de spécifications que les ingénieurs commettent encore, c'est de traiter tous les numéros de bande passante multimode comme équivalents.OFLetLe BEMCette distinction devient critique à partir de l'OM3.

Dispersion modale et principe de l'indice gradué

OFL, ou bande passante de lancement surchargée, est associée à des conditions de lancement de type LED.C'est la plus ancienne façon de décrire la bande passante multimode et reste pertinente pour comprendre les premières classes OM et le comportement modal de base.. OM1 et OM2 sont fondamentalement des classes de fibres de l'ère OFL, et même pour les nouvelles catégories, OFL seul ne décrit pas pleinement les performances réelles de VCSEL.

Le BEM, ou bande passante modale efficace, est la mesure la plus importante pour la fibre multimode optimisée au laser car elle reflète les conditions de lancement basées sur VCSEL de manière beaucoup plus réaliste.Dans le résumé de Fluke des classes OM, OM3 est inscrit à2000 MHz·km EMBà 850 nm, tandis que les OM4 et OM5 sont énumérés à4700 MHz·km EMBC'est une partie importante de la raison pour laquelle OM3, OM4 et OM5 se comportent différemment dans les optiques modernes à courte portée.

La fibre multimode optimisée au laser n'est pas seulement “meilleure multimode.” C'est une fibre conçue autour du comportement de transmission VCSEL réel et un contrôle plus strict du retard de mode différentiel.C'est pourquoi EMB est devenu une ligne de spécification si importante pour OM3, OM4 et OM5, tandis que OM1 et OM2 restent des classes héritées sans obligation EMB dans le même sens.

La façon la plus simple de comprendre OM1 à travers OM5 est de les voir comme trois époques.OM5 étend cette logique àfibre multimode à large bande, où la proposition de valeur inclut la transmission à plusieurs longueurs d'onde sur la fibre duplex plutôt que seulement une bande passante de plus de 850 nm.

OFL contre EMB Illustration de la largeur de bande

L'OM1 utilise une62.5 μmUtilisations de base et OM250 μmLes deux sont des classes multimodes plus anciennes sans EMB spécifié dans la table de référence Fluke.50 μmLes technologies de la technologie de l'information et de l'information sont devenues de plus en plus utilisées dans les classes, mais elles se déplacent dans le domaine des performances optimisées par laser où la commande EMB et DMD deviennent essentielles pour le support des applications.

Cette transition correspond également directement à l'historique de l'application.L'OM3 est devenu important lorsque l'Ethernet à courte portée 10G est entré dans la commutation des centres de données traditionnelsL'OM4 a renforcé ce rôle pour les liaisons à courte portée 40G et 100G, tandis que l'OM5 a été introduit pour prendre en charge les cas d'utilisation à large bande tels que SWDM et d'autres approches à longueur d'onde multiple duplex.

L'OM1 est la plus ancienne classe d'OM traditionnelle et l'exemple le plus clair de l'importance de la qualité de la fibre installée lors des mises à niveau.62.5 μmle noyau, repose sur un comportement de bande passante multimode plus ancien, et est mieux compris aujourd'hui comme une condition d'infrastructure héritée plutôt que comme une cible pour une nouvelle conception.

Dans la référence Fluke OM, OM1 est répertorié comme62.5 μm, avec200 MHz·km OFL à 850 nm,500 MHz·km OFL à 1300 nm, et l'atténuation de30,5 dB/km à 850 nmet1.5 dB/km à 1300 nmLe même tableau montre les valeurs de soutien typiques de275 m pour 1000BASE-SXet33 m pour le 10GBASE-SRCes chiffres expliquent pourquoi OM1 devient rapidement un goulot d'étranglement dans tout plan sérieux de mise à niveau 10G.

L'OM1 apparaît toujours dans les bâtiments plus anciens, les bases de l'entreprise et les installations de câblage structurées héritées qui n'ont jamais été conçues pour les optiques de centre de données à courte portée d'aujourd'hui.Corning note que 10GBASE-SR inclut les options OM1 et OM2 mais avec une traction minimale par rapport à OM3 et OM4, ce qui est exactement la façon dont la plupart des ingénieurs devraient penser à OM1 aujourd'hui: il fait partie de l'histoire de la rétrocompatibilité, pas de l'histoire de conception prospective.

L'OM2 représente la transition62.5/125le multimode hérité à50/125Ce noyau plus petit réduit le nombre de modes pris en charge et améliore le comportement de la bande passante, mais OM2 appartient toujours à l'ancienne partie de la famille OM non optimisée pour le laser.

Fluke cite OM2 comme50 μm, avec500 MHz·km OFL à 850 nm et à 1300 nm, aucune exigence EMB dans le même sens que la fibre optimisée au laser, et l'atténuation de30,5 dB/km à 850 nmet1.5 dB/km à 1300 nmLe même tableau donne550 m pour 1000BASE-SXet82 m pour le 10GBASE-SRCe qui rend l'OM2 utile à l'ère des gigabit, mais pas assez puissant pour les attentes modernes de mise à niveau à courte portée.

OM2 s'est amélioré car un noyau de 50 μm réduit la dispersion modale par rapport à OM1. Mais il ne fournit toujours pas le contrôle EMB et DMD optimisé par laser qui définit OM3 et supérieur.L'OM2 a été une amélioration significative., mais ce n'était pas encore la réponse architecturale pour les environnements 10G, 40G ou 100G pilotés par VCSEL.

OM3 est où la fibre multimode est devenue un véritable cheval de bataille du centre de données.C'est la première classe OM largement déployée qui appartient clairement à l'ère VCSEL moderne et la première qui fait de l'EMB une partie centrale de la conversation de conception..

Fluke cite OM3 comme50 μm, avec1500 MHz·km OFL à 850 nm,2000 MHz·km EMB à 850 nm, l' atténuation de30,0 dB/km à 850 nmet1.5 dB/km à 1300 nm, et le soutien typique de300 m pour le 10GBASE-SR,100 m pour le 40GBASE-SR4, et100 m pour 100GBASE-SR10Le matériel 40G SR4 de Cisco utilise également100 m sur le OM3comme point de référence à courte portée.

L'OM3 est arrivé sur le marché au moment où l'Ethernet à courte portée 10G est devenu opérationnellement important dans les centres de données.et le coût des émetteurs-récepteurs pour les déploiements en haut du rack et l'agrégationIl s'intègre également naturellement dans les optiques parallèles basées sur MPO pour les premiers liens multimode 40G et 100G, raison pour laquelle OM3 est resté commun longtemps après l'apparition d'OM4.

L'OM4 reprend la philosophie de conception de l'OM3 et la pousse plus loin.fibres multimodes optimisées au laser de 50/125 μm, mais avec une EMB nettement plus élevée et un meilleur espace de vue à courte portée pour des applications plus rapides.L'OM4 est souvent le choix multimode hautement performant pour la conception sérieuse de centres de données.

Fluke cite OM4 à3500 MHz·km OFLet4700 MHz·km EMBà 850 nm, avec30,0 dB/kmL'atténuation à 850 nm comme valeur de référence minimale, tout en notant que certains fournisseurs citent20,3 dB/kmLe tableau de ses applications montre150 m pour le 40GBASE-SR4et150 m pour le 100GBASE-SR10, tandis que les optiques à courte portée 40G SR4 et 100G de Cisco utilisent toujours150 m sur le OM4/OM5Pour la 10G, les tableaux orientés vers les normes utilisent souvent400 m sur le OM4, bien que les solutions de qualité supérieure et la littérature des fournisseurs puissent citer des chiffres plus élevés.

La différence d'ingénierie entre OM3 et OM4 n'est pas abstraite.ou la même information sur une plus longue distanceDans de nombreux projets réels, la pression de conception est supérieure à celle de la limite de portée, ce qui se traduit par une plus grande marge, une plus grande flexibilité dans la sélection des optiques et une moindre pression de conception près du bord des limites de portée.C' est la différence entre un design confortable et un design fragile..

L'OM5 est souvent mal compris. Il n'est pas préférable de le décrire comme "OM4 plus rapide".Multimode de classe OM4 avec caractérisation à large bande supplémentaire pour la transmission à plusieurs longueurs d'ondeCette distinction est importante, car l'OM5 ne crée un avantage clair que lorsque la stratégie optique peut réellement utiliser ces longueurs d'onde supplémentaires.

Fluke décrit l'OM5 comme ayant des performances similaires à l'OM4 pour les pertes d'insertion et les distances prises en charge à 850 nm, mais ajoute une caractéristique différenciante: fonctionnement au-delà de 850 nm à880 nm, 910 nm et 940 nm, plus une valeur d'atténuation de20,3 dB/km à 953 nmCorning et Fluke caractérisent tous deux OM5 comme une classe multimode à large bande et Fluke déclare clairement que OM5 est essentiellement une fibre de type OM4 avec une caractérisation de bande passante supplémentaire à953 nm.

Cette caractérisation supplémentaire est ce qui permet la conversation OM5 autourLe SWDM,BiDiAu lieu de s'appuyer uniquement sur l'optique parallèle sur plus de fibres, un émetteur-récepteur multi-longueur d'onde peut réutiliser un canal multimode duplex plus efficacement.Dans la bonne application, qui améliore l'efficacité de la fibre et peut simplifier la migration lorsque l'infrastructure duplex existante doit être préservée.70 m sur le OM3, 100 m sur le OM4 et 150 m sur le OM5, tandis que le module BiDi duplex 400G de Cisco montre70 m sur le OM4 et 100 m sur le OM5.

La logique de sélection est claire dans les directives OM4 vs. OM5 de Cisco:L'OM5 n'est pas intrinsèquement meilleur que l'OM4Il n'offre une portée accrue que lorsque les voies émetteur-récepteur fonctionnent à des longueurs d'onde plus élevées que l'OM5 a été conçu pour supporter.850 nm seulementL'OM4 reste une solution rentable, mais Corning fait une remarque similaire du côté positif: l'OM5 devient attrayant lorsque 100G100 à 150 mLes taux d'utilisation deBiDi ou SWDMC'est le cadre d'ingénierie correct pour OM5.

Le tableau ci-dessous est le moyen le plus utile de comparer la famille OM en un coup d'œil.

Les deux précautions les plus importantes sont simples.les deuxla classe de fibres et learchitecture optiqueDeuxièmement, OM5 ne surpasse pas automatiquement OM4 dans tous les cas de 100G ou 400G. Son avantage apparaît lorsque l'émetteur-récepteur utilise réellement la fenêtre de longueur d'onde plus large que OM5 a été conçu pour prendre en charge.

Une bonne décision de sélection multimode est vraiment une question de base installée, de portée cible, de feuille de route optique et de philosophie de migration.La mauvaise façon de choisir est en supposant que le plus grand nombre OM est automatiquement la bonne réponseLa bonne façon est de se demander quelle méthode de transmission sera effectivement utilisée sur la durée de vie de l'installation de câblage.

Évolution et comparaison des performances entre OM1 et OM5

Si un site contient déjàLe groupe OM1ouOM2, que la fibre devrait généralement être traitée comme une contrainte héritée. Elle peut encore prendre en charge des liaisons à moindre vitesse ou des services à courte portée limités,mais ce n'est pas une base solide pour la conception moderne 10G-heavy et est mal aligné avec la pratique actuelle optique centre de donnéesDans la plupart des scénarios de mise à niveau sérieux, la question d'ingénierie n'est pas de savoir si OM1 ou OM2 peuvent être étirés davantage, mais si leur remplacement maintenant évite une seconde perturbation plus tard.

Pour la conception classique de centres de données à courte portée basés sur VCSEL,OM4Il offre une bande passante modale nettement supérieure à celle de l'OM3 et prend en charge les classes 40G et 100G à courte portée couramment utilisées dans les environnements multimodes structurés.L'OM3 peut encore être justifié dans les projets sensibles au budget ou les projets d'extension de l'ancienne, mais pour les nouvelles conceptions, l'OM4 offre généralement un meilleur rapport marge/coût.

Si la feuille de route inclut explicitementBiDi,Le SWDM, ou la conservation de la fibre duplex pour les scénarios de migration dense,Le groupe OM5Il est vrai que la décentralisation est un problème qui mérite une considération sérieuse. C'est là qu'elle crée une valeur réelle.850 nm seulementPour 400G en particulier, la bonne réponse dépend fortement de la famille d'optiques exacte:Certains modules BiDi duplex présentent un avantage de portée OM5, tandis que d'autres approches multimodes 400G sont déjà pleinement viables sur OM4.

Les environnements OM mixtes sont courants dans le monde réel, en particulier lors des mises à niveau par étapes.Le point important est que l'interconnexion physique ne garantit pas que le canal de bout en bout fonctionnera comme si chaque segment était le plus haut grade présentDans la pratique de l'ingénierie conservatrice, le lien doit être évalué par rapport à lale segment efficace le plus bas et le type d'optique réellement utilisé;.

Lorsque différentes nuances d'OM apparaissent dans un canal, la marge de conception est façonnée par la condition optique la plus faible de ce canal plutôt que par le meilleur câble isolé.C'est pourquoi la rétrocompatibilité ne doit jamais être confondue avec l'équivalence totale des performancesUne liaison mixte peut encore fonctionner, mais la portée et l'espace de mise à niveau doivent être planifiés de manière prudente.

Ceci est particulièrement pertinent pourOM4 et OM5Corning note que OM5 est compatible avec OM4 et prend en charge les systèmes à longueur d'onde unique et à longueur d'onde multiple,Mais Cisco souligne que OM5 apporte seulement une valeur supplémentaire pour les voies de longueur d'onde supérieure plutôt que pour chaque optique multimodeAinsi, si un canal mixte OM4/OM5 transporte un trafic ordinaire de 850 nm, la logique de planification pratique reste proche du comportement OM4.

La réponse courte n'est pas OM5 car il est plus récent. La réponse technique est plus précise.OM1 et OM2 sont des classes héritées. OM3 est la ligne de base multimode moderne minimale sérieuse. OM4 est le choix de haute performance principal pour la plupart des environnements de centre de données à courte portée conventionnels.OM5 est la mise à niveau spécialisée quand une feuille de route duplex à longueur d'onde multiple rend sa conception à large bande significative.

Si vous maintenez une ancienne infrastructure de bâtiment, traitez OM1 et OM2 comme des actifs temporaires, pas comme une stratégie à long terme.OM4 est généralement la réponse la plus équilibrée. Si votre plan de migration dépend de l'obtention de plus de canaux multimode duplex viaBiDi,Le SWDML'OM5 devient stratégiquement pertinent. La meilleure norme de fibre multimode aujourd'hui n'est donc pas universelle.C'est celui qui correspond à la vraie feuille de route optique derrière l'usine de câblage.