Multimode-Glasfaser: die Faktendatei

Optische Glasfasern basieren auf dem Prinzip der gesamten internen Reflexion: Das Licht, das sich innerhalb des Glasfaserkerns bewegt, wird zurück in einen Kern reflektiert, wenn es die Grenze zwischen einer Verkleidung und einem Kern erreicht.

Die Lichtsignale breiten sich durch den Kern der Optikfaser aus, aber die Art und Weise, wie sie sich ausbreiten, unterscheidet sich je nach Glasfasertyp.

Der Name des Glasfasertyps ist selbsterklärend; der Ausbreitungspfad ist einzeln (Singlemode-Glasfaser) oder mehrfach (Multimode-Glasfaser).

Hinweis: Die Realität ist, dass eine Singlemode-Glasfaser tatsächlich acht bis 10 Moden transportiert, was im Vergleich zu den 1,300 Moden, die eine Multimode-Glasfaser transportieren kann, in der Größenordnung als "einfach" gilt. Der Modus, in dem Licht reist, hängt von Folgendem ab:

• Geometrie
• Das Indexprofil der Glasfaser
• Die Wellenlänge des Lichts

Der Geometriefaktor ist stark abhängig von der Größe des Kerns:

Diese Grafik sollte Ihnen helfen, die physikalischen Unterschiede zwischen den Glasfasertypen zu visualisieren. Alle haben 125-Micron Außendurchmesser (die Verkleidungsausmaße). Sie unterscheiden sich in der Größe und Konstruktion ihrer Kerne. Der größere Durchmesserkern von 62.5 und seine größere numerische Blende (NA) machen es zur besten Wahl für LED-basierte Systeme, weil es mehr Licht aus dem größeren Emissionsmuster typischer LEDs sammelt. Eine 50-Micron-Größe ist weniger effizient für LEDs, aber das schmalere Emissionsmuster von VCSELs (Laserdiode) koppelt sich gleichermaßen gut in sowohl 50- als auch 62.5-Mikron. Die geringere Lichterfassungsfähigkeit von 50-Mikron bedeutet, dass es weniger Moden mit sich bringt und somit insgesamt eine höhere Bandbreite als 62.5 aufweist. Dies wird mit Singlemode-Glasfaser auf das Extrem gebracht.

Wann sollten wir einen Typ dem anderen vorziehen? Das hängt, wie immer, von Ihren Anforderungen ab.

Im Laufe der natürlichen technologischen Entwicklung wurden fünf verschiedene Glasfaserklassen entwickelt. Wie wir im Abschnitt zur Geschichte gesehen haben, hatte die erste Multimode-Glasfaser einen 5-Micron-Kern (OM1). Es wurde viele Jahre lang verwendet, zusammen mit der leistungsfähigeren 50-Micron-Version (OM2). Diese beiden Typen werden heute nur noch selten verwendet.

Die Nomenklatur von OMx stammt aus der 11801 ISO-Norm und reicht von OM1 bis OM5. Wir werden jetzt jedes beschreiben und ihre Konstruktion und unterstützte Distanzen und Anwendungen vergleichen.

OM1

Ursprünglich für alle Multimode-Anwendungen mit LED-Transmittern entwickelt, basiert OM1 auf einem 5-Micron-Kern. Kabel für Innenräume sind an der traditionellen orangefarbenen Ummantelung zu erkennen. OM1 unterstützt nur 10G bis 33 m (10GBASE-SR). Im Kontext der heutigen Unternehmen betrachten viele OM1 nur für Erweiterungen oder Reparaturen von alten Anlagen, die Anwendungen mit geringer Bandbreite erfordern.

OM2

Ganz ähnlich wie OM1, aber mit einem 50-Micron-Kern. Unterstützt 10G bis zu 82 m aufgrund seiner etwas höheren Bandbreite.

OM4

Als eine Entwicklung der OM3-Spezifikationen hat der 50-Mikron-Glasfasertyp OM4 erheblich an Popularität gewonnen. OM4, mit mehr als der doppelten effektiven Bandbreite bei 850 nm, führte eine erweiterte Reichweite für bestehende Anwendungen (Gigabit- und Multi-Gigabit-Anwendungen) ein und ermöglichte zukünftige Anwendungen. Es ist erwähnenswert, dass der LazrSPEED 550 von CommScope der Vorläufer dieses Standards war.

Rückwärts kompatibel mit OM3, unterstützt es 10G bis zu 550 m. Die Ummantellungsfarbe ist ebenso Aqua. In der Tabelle der unterstützten Abstände im nächsten Abschnitt finden Sie die Spezifikationen für andere Anwendungen.

OM5

Um mehr über die Geschichte von MMF zu erfahren und die Auswirkungen der OM5-Innovation besser zu verstehen, schauen Sie sich dieses Whitepaper an.

Marktentwicklung
Wie hat der Markt auf die technologische Entwicklung reagiert? Siehe das Diagramm unten. Zugegebenermaßen, je fähiger der Glasfasertyp, desto höher der Preis, dies spielt also eine Rolle auf dem Markt.

Tipps, die Ihnen beim Entwurf Ihres Netzwerks nützlich sein können, finden Sie in diesem Designleitfaden.

DMD (Differential Mode Delay) beschreibt den Unterschied in der Verzögerungszeit zwischen den neuesten und frühesten ankommenden Impulsen in Multimode-Glasfaser. Diese „Pulsstreuung“ begrenzt die Bandbreite und ist der Hauptgrund, warum herkömmliche OM1/OM2 Multimode-Glasfaser 10 Gbps nicht ordnungsgemäß unterstützen können.

In Multimode-Glasfaser wird die Dispersion durch modale und chromatische Dispersion verursacht. Modale Dispersion existiert, weil die verschiedenen Lichtstrahlen (Modi) eine unterschiedliche Pfadlänge haben; daher werden Strahlen, die gleichzeitig eintreten, nicht das andere Ende der Glasfaser gleichzeitig verlassen. Die modale Bandbreite wird durch die Pulserweiterung aufgrund der Unterschiede in vielen Ausbreitungsmodi (300 bis 900) gesteuert.

Die modernen Multimode-Glasfasern haben eine Struktur, die die Wirkung der Modaldispersion reduziert. Diese Glasfasern, „Gradientenindexfasern“ genannt, werden in allen SYSTIMAX® SCS Multimode-Glasfaserprodukten verwendet.

Bei der Multimode-Glasfaserübertragung sind Distanzen von bis zu 2 km möglich; mit zunehmender Geschwindigkeit wird jedoch die Distanzunterstützung reduziert. Das Hinzufügen von Steckern (die die Signalleistung reduzieren) schränkt auch die von den Anwendungen unterstützte Entfernung ein. Höhere Bandbreite und bessere Konnektivität stellen optimale Leistung von MMF-Systemen bereit.

Bei Singlemode-Systemen wurde der Durchmesser des Glaskerns auf eine Größe reduziert, bei der sich nur ein Pfad (Modus) durch die Glasfaser ausbreiten kann. Die modale Dispersion ist nicht mehr vorhanden. Allerdings existiert die Dispersion immer noch in einer Singlemode-Glasfaser. Verschiedene Wellenlängen bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in Glas. Diese Wellenlängenunterschiede führen zu einer „chromatischen Dispersion“. Chromatische Dispersion steht im Zusammenhang mit der Lichtquelle, die normalerweise einen Wellenlängenbereich aufweist.

SC- und FC-Stecker waren einst die Könige der Glasfaser-Anschlüsse, waren aber nicht in der Lage, mit den steigenden Anforderungen an Dichte, Leistung, Skalierbarkeit und einfache Bereitstellung Schritt zu halten.

Die Branche hat stattdessen LC- und MPO-Stecker angenommen und sie schon seit einiger Zeit verwendet – und das aus sehr guten Gründen. Erhalten Sie im folgenden Video eine klarere Perspektive der Vorteile von LC- und MPO-Steckern. Stecker werden als separates Hauptthema auf dieser Seite ausführlicher behandelt.

Zusätzlich zu dem, was Sie in den vorherigen Abschnitten gelesen haben, müssen wir einen Blick darauf werfen, was die Zukunft bringen kann. Einige Rechenzentren wollen zu 400G wechseln. Eine wichtige Überlegung ist, welche optische Technologie am besten ist. Der optische Markt für 400G wird durch Kosten und Leistung angetrieben, da OEMs versuchen, sich in Rechenzentren gut zu etablieren. Sie können hier weitere Informationen finden.

Ein weiterer Aspekt, der zu berücksichtigen ist, ist die Anzahl der Glasfaserkerne, die in Zukunft benötigt werden, um Anwendungen mit hoher Nachfrage zu unterstützen. Selbst wenn die Multiplexing-Fähigkeit von OM5 genutzt wird, werden einige Anwendungen wie 400G oder 800G mehrere Glasfaserkerne pro Verbindung erfordern, und ein DC hat eine große Anzahl von Verbindungen. So können in DCs höhere Glasfaserzahlen zu einem Muss werden. Erfahren Sie mehr darüber in unserem Expertenartikel.

Der Bedarf an Daten und Strom über Glasfaser

Netzwerkgeräte tauchen überall in Gebäuden und über Campus hinweg auf, Geräte wie Small-Cell-Standorte, Wi-Fi-Access Points, IP-Kameras, Gebäudezugangs- und Bestandskontrollen und unzählige andere.

Während diese neuen Anwendungen die Benutzerkonnektivität, die Effizienz der operativen Technologie und die anlagenweite Sicherheit verbessern, stellen sie Ihnen auch eine neue und wachsende Herausforderung dar: Erhalten von Daten mit hoher Bandbreite und Stromverbindung zu jedem Gerät an jedem Standort, in Innenräumen und Außenbereichen, mit der Leistung mit niedriger Latenz, die zur Nutzung der Edge-Netzwerkarchitektur erforderlich ist.

Eine Powered-Glasfaserlösung macht es relativ einfach, diese Herausforderungen in einem einzigen, einfach zu handhabenden Kabellauf zu bewältigen, mit Optionen, die für witterungsbeständige Einsätze in Außenbereichen oder Installationen in Innenräumen mit Plenum-Rating geeignet sind.

Eine PoE-Glasfaser-Lösung kombiniert eine hochleistungsfähige Glasfaserverbindung mit niedriger Latenz mit einer Kupfer-Niederspannungs-Gleichstromverbindung. Dies hilft, die Verbindung zahlreicher remote PoE-Geräte zu ermöglichen, ohne dass neue Kabelkanäle, sperrige zusätzliche Kabelführungen oder kostspielige Elektriker benötigt werden. Mit der Glasfaser-Verkabellungslösung kann Ihr Netzwerk Zugang zu einem umfangreichen und wachsenden Ökosystem von mit dem Netzwerk verbundenen Anwendungen erhalten, darunter:

Als Medium für die Übertragung von Daten ist Glasfaser leistungsfähiger als Kupfer. Die Installation ist jedoch infolgedessen komplexer, und Fachkenntnisse sind erforderlich. Das PartnerPRO®-Netzwerk von CommScope kann ein nützliches Tool auf Ihrem Weg zur Zertifizierung und Expertise sein.

Wenn Sie oder Ihr Team mehr über Multimode-Glasfaser erfahren möchten, haben wir zwei Kurse, die es den Kursteilnehmern ermöglichen, in ihrem eigenen Tempo zu lernen. Beide sind online in mehreren Sprachen verfügbar.