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Was ist der Unterschied zwischen OM1, OM2, OM3 und OM4 Multimode-Fasern?

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2020-06-01 / LWL Patchkabel

Die Wahl des richtigen Glasfaserkabels ist in einem Glasfasernetzwerk elementar. Glasfaserkabel, die in der Telekommunikation verwendet werden, werden am üblicherweise in zwei Gruppen eingeteilt:

• Singlemodefasern (SMF)
• Multimode-Fasern (MMF)

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Modi liegt in dem Verhältnis von Verlustleistung zu Entfernung. Die Singlemode-Fasern haben ein geringeres Verhältnis in Bezug auf die Verlustleistung zur Entfernung, was bedeutet, dass sie eine höhere Bandbreite und viel längere Übertragungsstrecken ermöglichen. Bei Multimode Fasern ist der Energieverlust im Verhältnis zur Entfernung hingegen viel größer, was zu einer geringeren Distanzfähigkeit führt. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass das Multimode-Faserlicht von der Kante der Faserwände abprallt und über das Kabel streut, was zu einer ungleichmäßigen Lichtverteilung am entfernten Ende des Kabels führt, da die Lichtphotonen, die in der Mitte nach unten gehen, sich weniger weit bewegen als diejenigen, die um das Kabel herumhüpften. Dieser Effekt ist bei Singlemode-Fasern aufgrund des geringeren Kabeldurchmessers und der schmaleren Laserwelle im Zentrum der Faser abgeschwächt. Da die Singlemodefasern einen kleineren Kern und eine schmalere Laserwellenlänge haben und hauptsächlich bei 1310 oder 1550 nm Wellenlänge arbeiten, sind die benötigten Optiken wesentlich teurer herzustellen als die Optiken, die für Multimodefasern benötigt werden, welche einen größeren Kern verwenden und eine längere Wellenlänge des Lichts, zudem sind die Kosten für die Installation größer.

Zu wissen, welcher Typ in einer bestimmten Situation verwendet wird, ist entscheidend für das gesamte Glasfasernetzwerk und die zukünftige Netzwerkplanung. Hierbei ist wichtig zu wissen, dass sowohl Singlemode- als auch Multimode-Fasern Geschwindigkeiten von 10 GB/s verarbeiten können.

Es gibt vier Arten von Multimode-Glasfaserkabeln: OM1, OM2, OM3 und OM4. Die Buchstaben OM stehen für Optical Multimode und jede Multimode-Faser hat eine minimale Modal Bandwidth (MBW) Anforderung. OM1, OM2 und OM3 werden durch den ISO 11801-Standard bestimmt, der auf der modalen Bandbreite der Multimodefaser basiert. Im August 2009 wurde 492AAAD von der Fiber Optic Association veröffentlicht und damit die Leistungskriterien für OM4 definiert.

Spezifikationen der Multimode-Fasern:

§ Das OM1-Glasfaserkabel hat normalerweise einen orangefarbenen Mantel und eine Kerngröße von 62,5 Mikrometer (μm). Es unterstützt 10 Gigabit Ethernet in Längen von bis zu 33 Metern. Es wird am häufigsten für 100-Megabit-Ethernet-Anwendungen verwendet. Dieser Typ arbeitet üblicherweise mit einer LED-Lichtquelle.
§ OM2 (Abbildung 1) kommt normalerweise auch mit einem orangefarbenen Mantel. Die Kerngröße beträgt 50 Mikrometer (µm). Es unterstützt bis zu 10 Gigabit Ethernet mit einer Länge von bis zu 82 Metern, wird jedoch häufiger für 1 Gigabit Ethernet Anwendungen verwendet. Wie OM1 Kabel arbeitet auch dieser Typ mit einer LED-Lichtquelle.
§ OM3 (Abbildung 2) wird normalerweise mit einem türkisfarbenen (aqua) Mantel gefertigt. Wie bei OM2 beträgt die Kerngröße 50 Mikrometer (μm). OM3 unterstützt 10 Gigabit Ethernet in Längen von bis zu 300 Metern. Außerdem kann OM3 40 Gigabit und 100 Gigabit Ethernet bis zu 100 Meter unterstützen, am häufigsten wird jedoch 10 Gigabit Ethernet verwendet. Im Gegensatz zu OM1 und OM2 verwendet OM3 850 nm VCSELs, was für oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator steht.
§ OM4 (Abbildung 3) wird normalerweise auch mit einem türkisfarbenen oder magentafarbenen Mantel gefertigt. OM4 ist eine erweiterte und verbesserte Version von OM3. Es verwendet auch einen 50 Mikrometer (μm) Kern, ermöglicht aber 10 Gigabit Ethernet auf Längen von bis zu 550 Metern und unterstützt 100 Gigabit Ethernet auf Längen von bis zu 150 Metern. Genau wie OM3 arbeitet OM4 mit 850 nm VCSELs.

Figure 1:
BlueOptics© LWL Patchkabel, LC/UPC-LC/UPC Duplex, Multimode OM2 (G50/125µm), Orange, 0.5 bis 50 Meter

Figure 2:
BlueOptics© LWL Patchkabel, LC/UPC-LC/UPC Duplex, Multimode OM3 (G50/125µm), Aqua, 0,5 bis 50 Meter

Figure 3:
BlueOptics© LWL Patchkabel, LC/UPC-ST/PC Duplex, Multimode OM4 (G50/125µm), Magenta, 0,5 bis 50 Meter

Da OM3 und OM4 oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator (VCSEL) vorraussetzen, sind sie OM1 und OM2 weit überlegen. Die LED-Quelle für OM1 und OM2 kann nur Hunderte von Lichtmodi durch das Kabel übertragen, während OM3- und OM4-Fasern speziell für VCSELs, die weniger Lichtmoden verwenden, hergestellt und optimiert sind. Die andere Schlüsseleigenschaft, die diese Typen unterscheidet, ist die Unfähigkeit der LED-Quelle, schnell genug aus- und eingeschaltet zu werden, um Anwendungen mit höherer Bandbreite zu unterstützen, während die VCSELs eine Modulation von über 10 GB/s unterstützen. Dies ist der Hauptgrund, warum OM3 und OM4 die einzigen Fasern sind, die in den Ethernetstandards 40 GB/s und 100 GB/s berücksichtigt wurden.

Obwohl OM3 und OM4 ziemlich ähnlich sind, gibt es einen großen Unterschied in ihrem internen Aufbau, wodurch OM4 größere Entfernungen erreichen kann. Der Hauptunterschied ist die höhere MHz-Bandbreite der OM4 Faser, von 4700 MHz, im Vergleich zu 2500 MHz von OM3. Dies ermöglicht längere Übertragungsdistanzen bei OM4.

Es ist zwingend erforderlich die Gesamtdistanz des Faserlaufs zu kennen, um genau zu wissen, welche Art von Faser- und Faserausrüstung für das Netz verwendet werden sollte.


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