멀티모드 광섬유 표준 설명: OM1 vs OM2 vs OM3 vs OM4 vs OM5

현대의 단거리 광 네트워킹에서는다중 모드 광섬유 표준단지 이름을 붙이는 것이 아닙니다. 이는 코어 형상, 모달 대역폭, 지원되는 광학 장치 및 실제 전송 도달 범위 측면에서 파이버 클래스의 작동 방식을 정의합니다. 이것이 바로 OM1, OM2, OM3, OM4 및 OM5가 엔터프라이즈 백본, 캠퍼스 링크, 특히 데이터 센터 스위칭 패브릭에서 그토록 중요한 이유입니다. 클라우드 컴퓨팅, AI 클러스터, 동서 서버 트래픽 및 더 빠른 스위치 업링크로 인해 트래픽 밀도가 증가함에 따라 잘못된 OM 등급을 선택하면 케이블링 플랜트가 물리적 수명이 다하기 훨씬 전에 엄격한 업그레이드 한도가 발생할 수 있습니다.오디오 어댑터.pdf

5개의 OM 클래스는 실제 기술 변화도 반영합니다. 초기 다중 모드 시스템은 LED 시대 전송 및 레거시 LAN 거리를 중심으로 구축되었습니다. 이후 세대는 다음에 최적화되었습니다.VCSEL 기반단거리 광학 및 결국광대역 다중 모드SWDM과 같은 다파장 전송 전략을 지원하는 작업입니다. 이러한 진화를 이해하는 것이 사양을 올바르게 읽고 더 나은 설계 결정을 내리는 열쇠입니다.

다중 모드 광섬유 표준은 코어 크기, 대역폭 동작, 지원되는 광원 및 단거리 광 네트워크의 실제 도달 범위에 따라 다중 모드 광섬유를 구별하는 데 사용되는 OM 분류 성능 범주입니다.현재 케이블링 언어에서 OM 제품군은 구조적 케이블링 및 네트워크 애플리케이션 지원을 위해 광섬유를 분류하기 위해 TIA 및 ISO/IEC에서 사용하는 보다 광범위한 표준 프레임워크 내에 있습니다.

다중 모드 광섬유 표준 표지 그림

다중 모드 광섬유는 동시에 여러 전파 경로 또는 모드에서 빛을 전달합니다. 이것이 바로 코어가 단일 모드 광섬유보다 크고 저렴한 광학, 보다 쉬운 정렬 허용 오차 및 고밀도 데이터 센터 배포를 중시하는 단거리 링크에 매력적인 이유입니다. 대조적으로, 단일 모드 광섬유는 훨씬 더 긴 링크와 다른 광학 예산 모델을 위해 고안되었습니다. 실제 LAN 및 데이터 센터 엔지니어링에서는 도달 범위가 상대적으로 짧고 트랜시버 경제성이 중요한 경우 다중 모드가 여전히 가장 강력합니다.

OM 클래스는 사용할 수 있는 광학 장치, 링크 실행 거리, 설치된 플랜트가 차세대 이더넷을 지원할 수 있는지 여부, 업그레이드 경로에 새 케이블 연결이 필요한지 아니면 새 트랜시버만 필요한지 여부에 직접적인 영향을 미치기 때문에 중요합니다. 네트워크 디자이너는 실제로 색상이나 레이블 중에서 선택하지 않습니다. 설계자는 다양한 모달 대역폭 클래스, 다양한 거리 상한선, 다양한 향후 마이그레이션 옵션 중에서 선택합니다.

다중 모드 광섬유의 핵심 물리적 한계는 다음과 같습니다.모드 분산. 많은 광선 경로가 동시에 전파되기 때문에 서로 다른 모드가 정확히 동시에 수신기에 도달하지 않습니다. 이러한 타이밍 확산은 펄스를 확장하고 사용 가능한 속도와 거리의 조합을 줄입니다. 엔지니어링 측면에서 다중 모드 광섬유는 근본적으로 약하지 않습니다. 이는 단순히 라인 속도가 증가함에 따라 더욱 주의 깊게 제어되어야 하는 분산 메커니즘에 의해 제어됩니다.

다중 모드와 단일 모드 광케이블 구조 비교

이전 다중 모드 설계에서는 광섬유 내부의 다양한 광학 경로로 인해 모드 간 지연 차이가 더 커졌습니다. 이러한 지연 확산은 기호 간 간섭을 증가시키고 더 먼 거리에서 더 높은 데이터 속도를 지원하기 어렵게 만듭니다. 이것이 멀티모드 도달이 애플리케이션에 따라 달라지는 실제 이유이며 외부적으로 유사해 보이는 두 광섬유가 10G, 40G, 100G 또는 400G에서 매우 다르게 동작할 수 있는 이유입니다.

최신 다중 모드 광섬유는등급 지수분산 패널티를 줄이기 위한 프로필입니다. 코어 굴절률을 일정하게 유지하는 대신 등급 굴절률 섬유는 코어 전체의 굴절률을 변경하여 다양한 모드가 보다 지능적으로 지연됩니다. 그 결과, 이전 스텝 인덱스 개념이 제공할 수 있었던 것보다 더 낮은 차동 모드 지연, 더 나은 모달 대역폭, 고속 단거리 전송에 대한 훨씬 더 나은 지원이 가능해졌습니다.

엔지니어가 여전히 저지르는 한 가지 사양 실수가 있다면 모든 다중 모드 대역폭 수치를 동일하게 취급하는 것입니다. 그렇지 않습니다. OM 섬유 논의에서,OFL그리고EMB다양한 시작 조건을 설명하므로 광섬유에 대한 다양한 정보를 알려줍니다. 이러한 구별은 OM3부터 중요해졌습니다.

모달 분산 및 등급 지수 원리

OFL, 또는 과충전된 시작 대역폭은 LED 스타일 시작 조건과 관련이 있습니다. 이는 다중 모드 대역폭을 설명하는 오래된 방법이며 초기 OM 클래스 및 기본 모달 동작을 이해하는 데 여전히 관련이 있습니다. OM1과 OM2는 기본적으로 OFL 시대의 광섬유 등급이며, 최신 등급의 경우에도 OFL만으로는 실제 VCSEL 성능을 완전히 설명하지 못합니다.

EMB또는 유효 모달 대역폭은 VCSEL 기반 발사 조건을 훨씬 더 현실적으로 반영하기 때문에 레이저 최적화 다중 모드 광섬유에 더 중요한 측정 기준입니다. Fluke의 OM 클래스 요약에서 OM3은 다음 위치에 나열되어 있습니다.2000MHz·km EMB850nm에서, OM4와 OM5는4700MHz·km EMB같은 파장에서. 이것이 OM3, OM4 및 OM5가 현대 단거리 광학 장치에서 다르게 작동하는 주요 이유입니다.

레이저에 최적화된 다중 모드 광섬유는 단순히 "더 나은 다중 모드"가 아닙니다. 이는 실제 VCSEL 전송 동작과 차동 모드 지연의 보다 엄격한 제어를 중심으로 설계된 광섬유입니다. 이것이 EMB가 OM3, OM4 및 OM5에 대한 중요한 사양 라인이 된 이유이며, OM1 및 OM2는 같은 의미에서 EMB 요구 사항이 없는 레거시 클래스로 남아 있습니다.

OM1부터 OM5까지를 이해하는 가장 쉬운 방법은 세 시대로 보는 것입니다. OM1과 OM2는 레거시 LED 중심 시대에 속한다. OM3 및 OM4는 레이저에 최적화된 VCSEL 시대에 속합니다. OM5는 해당 논리를 다음으로 확장합니다.광대역 다중 모드 광섬유여기서 가치 제안에는 850nm 이상의 대역폭이 아닌 이중 광섬유를 통한 다중 파장 전송이 포함됩니다.

OFL 대 EMB 대역폭 그림

OM1은62.5μm코어 및 OM2 사용50μm. 둘 다 Fluke 참조 테이블에 EMB가 지정되지 않은 오래된 다중 모드 클래스입니다. OM3, OM4, OM5는 그대로 유지됩니다.50μm등급이지만 EMB 및 DMD 제어가 애플리케이션 지원의 중심이 되는 레이저 최적화 성능 영역으로 이동합니다.

이러한 전환은 애플리케이션 기록에도 직접 매핑됩니다. OM1 및 OM2는 초기 LAN 및 캠퍼스 환경에서 유용했습니다. OM3는 10G 단거리 이더넷이 주류 데이터 센터 스위칭으로 전환되면서 중요해졌습니다. OM4는 40G 및 100G 단거리 링크에 대한 역할을 강화했으며, OM5는 SWDM 및 기타 이중 다중 파장 접근 방식과 같은 광대역 사용 사례를 지원하기 위해 도입되었습니다.

OM1은 가장 오래된 주류 OM 클래스이며 업그레이드 중에 설치된 광케이블 등급이 중요한 이유를 보여주는 가장 명확한 예입니다. 그것은62.5μm코어는 이전 다중 모드 대역폭 동작에 의존하며 오늘날 새로운 설계의 대상이 아닌 레거시 인프라 조건으로 가장 잘 이해됩니다.

Fluke OM 참조에서 OM1은 다음과 같이 나열됩니다.62.5μm, 와 함께850nm에서 200MHz·km OFL,1300nm에서 500MHz·km OFL및 감쇠850nm에서 3.5dB/km그리고1300nm에서 1.5dB/km. 동일한 표는 다음의 일반적인 지원 값을 보여줍니다.1000BASE-SX의 경우 275m그리고10GBASE-SR의 경우 33m. 이러한 수치는 심각한 10G 업그레이드 계획에서 OM1이 빠르게 병목 현상을 일으키는 이유를 설명합니다.

OM1은 오늘날의 단거리 데이터 센터 광학 장치용으로 설계되지 않은 오래된 건물, 초기 기업 백본 및 레거시 구조의 케이블링 플랜트에 여전히 나타납니다. Corning은 10GBASE-SR에 OM1 및 OM2 옵션이 포함되어 있지만 OM3 및 OM4에 비해 견인력이 거의 없다고 지적합니다. 이는 오늘날 대부분의 엔지니어가 OM1에 대해 정확히 생각해야 하는 방식입니다. 이는 미래 지향적인 디자인 스토리가 아니라 이전 버전과의 호환성 스토리의 일부입니다.

OM2는 다음에서 전환을 나타냅니다.62.5/125레거시 멀티모드50/125다중 모드. 더 작은 코어는 지원되는 모드 수를 줄이고 대역폭 동작을 개선하지만 OM2는 여전히 OM 제품군의 레이저에 최적화되지 않은 레거시 측면에 속합니다.

Fluke는 OM2를 다음과 같이 나열합니다.50μm, 와 함께850nm 및 1300nm 모두에서 500MHz·km OFL, 레이저 최적화 광섬유와 동일한 의미에서 EMB 요구 사항이 없으며850nm에서 3.5dB/km그리고1300nm에서 1.5dB/km. 같은 테이블이 제공합니다.1000BASE-SX의 경우 550m그리고10GBASE-SR의 경우 82m. 이로 인해 OM2는 기가비트 시대에 유용하게 사용되었지만 현대의 단거리 업그레이드 기대치를 충족할 만큼 강력하지는 않았습니다.

OM2는 50μm 코어가 OM1에 비해 모달 분산을 감소시켰기 때문에 개선되었습니다. 그러나 OM3 이상을 정의하는 레이저 최적화 EMB 및 DMD 제어는 여전히 제공하지 않습니다. 즉, OM2는 의미 있는 개선이었지만 아직 VCSEL 기반 10G, 40G 또는 100G 환경에 대한 아키텍처 솔루션은 아니었습니다.

OM3은 다중 모드 광섬유가 진정한 데이터 센터의 주력 제품이 된 곳입니다. 이는 분명히 현대 VCSEL 시대에 속하는 최초의 널리 배포된 OM 클래스이자 EMB를 설계 대화의 중심 부분으로 만드는 최초의 클래스입니다.

Fluke는 OM3를 다음과 같이 나열합니다.50μm, 와 함께850nm에서 1500MHz·km OFL,850nm에서 2000MHz·km EMB, 감쇠850nm에서 3.0dB/km그리고1300nm에서 1.5dB/km, 그리고 전형적인 지원10GBASE-SR의 경우 300m,40GBASE-SR4의 경우 100m, 그리고100GBASE-SR10의 경우 100m참조 테이블에 있습니다. Cisco의 40G SR4 자료도 마찬가지로 사용됩니다.OM3에서 100m단거리 기준점으로 사용됩니다.

OM3는 10G 단거리 이더넷이 데이터 센터 내에서 운영상 중요해졌을 때 시장에 출시되었습니다. 이는 랙 상단형 및 집합 배포를 위한 도달 범위, 파이버 수, 트랜시버 비용의 적절한 균형을 제공했습니다. 또한 초기 40G 및 100G 다중 모드 링크를 위한 MPO 기반 병렬 광학에 자연스럽게 적합하므로 OM4가 등장한 후에도 오랫동안 OM3가 일반적으로 남아 있었습니다.

OM4는 OM3 디자인 철학을 계승하여 더욱 발전시켰습니다. 그것은 아직도50/125 µm 레이저 최적화 다중 모드 광섬유, 그러나 더 빠른 애플리케이션을 위해 실질적으로 더 높은 EMB와 더 나은 단거리 헤드룸을 제공합니다. 실용적인 엔지니어링 측면에서 OM4는 심각한 데이터 센터 설계를 위한 주류 고성능 멀티모드 선택인 경우가 많습니다.

Fluke는 OM4를 다음 위치에 나열합니다.3500MHz·km OFL그리고4700MHz·km EMB850nm에서,3.0dB/km850 nm에서의 감쇠를 최소 기준 값으로 하고 일부 공급업체에서는 다음과 같이 인용합니다.2.3dB/km. 해당 응용 프로그램 테이블에 표시됩니다.40GBASE-SR4의 경우 150m그리고100GBASE-SR10의 경우 150m, Cisco의 40G SR4 및 100G 단거리 광학 장치는 일관되게 사용합니다.OM4/OM5에서 150m실용적인 도달 클래스로. 10G의 경우 표준 지향 테이블에서는 종종 다음을 사용합니다.OM4에서 400m단, 프리미엄 엔지니어링 솔루션과 공급업체 문헌에서는 더 긴 수치를 인용할 수 있습니다.

OM3과 OM4의 엔지니어링 차이점은 추상적이지 않습니다. Fluke는 OM4의 EMB가 높다는 것은 OM3보다 동일한 거리에서 더 많은 정보를 전송할 수 있거나 더 먼 거리에서 동일한 정보를 전송할 수 있음을 의미한다고 명시적으로 언급합니다. 이는 더 많은 마진, 광학 선택의 더 많은 유연성, 도달 한계 가장자리 근처의 설계 압력 감소로 해석됩니다. 많은 실제 프로젝트에서 이것이 편안한 디자인과 부서지기 쉬운 디자인의 차이입니다.

OM5는 종종 오해됩니다. "더 빠른 OM4"로 가장 잘 설명되지는 않습니다. 다음과 같이 더 잘 설명됩니다.다중 파장 전송을 위한 추가 광대역 특성화 기능을 갖춘 OM4급 다중 모드. OM5는 광학 전략이 추가된 파장을 실제로 사용할 수 있는 경우에만 확실한 이점을 제공하기 때문에 이러한 구별이 중요합니다.

Fluke는 OM5가 850nm에서 삽입 손실 및 지원 거리에 대해 OM4와 유사한 성능을 갖고 있다고 설명하지만 차별화된 특성을 추가합니다.880nm, 910nm, 940nm, 감쇠 값 더하기953nm에서 2.3dB/km. Corning과 Fluke는 모두 OM5를 광대역 다중 모드 클래스로 특성화하고 Fluke는 OM5가 본질적으로 추가 대역폭 특성을 갖춘 OM4 유형 광섬유라고 분명히 말합니다.953nm.

이러한 추가 특성화는 OM5에 대한 대화를 가능하게 합니다.SWDM,비디및 이중 섬유 효율. 더 많은 광섬유에 대한 병렬 광학에만 의존하는 대신 다중 파장 트랜시버는 이중 다중 모드 채널을 보다 효과적으로 재사용할 수 있습니다. 올바른 애플리케이션에서는 파이버 효율성이 향상되고 기존 이중 인프라를 보존해야 하는 경우 마이그레이션이 단순화될 수 있습니다. Cisco의 100G SR1.2 BiDi 데이터는 다음과 같습니다.OM3에서는 70m, OM4에서는 100m, OM5에서는 150m, Cisco의 400G 이중 BiDi 모듈은 다음과 같습니다.OM4에서는 70m, OM5에서는 100m.

Cisco의 자체 OM4-vs-OM5 지침을 통해 선택 논리가 명확해졌습니다.OM5는 본질적으로 OM4보다 우수하지 않습니다.. OM5가 지원하도록 설계된 더 높은 파장에서 트랜시버 레인이 작동하는 경우에만 도달 범위가 증가합니다. 기존의 경우850nm 전용다중 모드 트랜시버인 OM4는 여전히 비용 효율적인 솔루션입니다. 코닝도 긍정적인 측면에서 비슷한 점을 지적합니다. OM5는 100G가 연결될 때 매력적이 됩니다.100~150m범위에서 사용할 것으로 예상됩니다.BiDi 또는 SWDM광학. 이것이 OM5의 올바른 엔지니어링 프레임입니다.

아래 표는 OM 제품군을 한눈에 비교할 수 있는 가장 유용한 방법입니다. 이는 엔지니어가 선택하는 동안 실제로 사용하는 주요 물리적 및 성능 구별을 결합합니다.

가장 중요한 두 가지 주의 사항은 간단합니다. 첫째, 거리 숫자는 항상 다음에 따라 달라집니다.둘 다섬유 클래스와광학 아키텍처. 둘째, OM5는 모든 100G 또는 400G 케이스에서 자동으로 OM4보다 성능이 뛰어난 것은 아닙니다. 그 장점은 트랜시버가 OM5가 지원하도록 설계된 더 넓은 파장 창을 실제로 사용할 때 나타납니다.

좋은 다중 모드 선택 결정은 실제로 설치 기반, 목표 범위, 광학 로드맵 및 마이그레이션 철학에 대한 질문입니다. 잘못된 선택 방법은 가장 높은 OM 번호가 자동으로 정답이라고 가정하는 것입니다. 올바른 방법은 케이블링 플랜트의 수명 동안 실제로 어떤 전송 방법이 사용될 것인지 묻는 것입니다.

OM1에서 OM5로의 진화 및 성능 비교

사이트에 이미 다음이 포함된 경우OM1또는OM2, 해당 광섬유는 일반적으로 레거시 제약 조건으로 처리되어야 합니다. 여전히 저속 링크나 제한된 단거리 서비스를 지원할 수 있지만 현대의 10G 중심 설계를 위한 견고한 기반이 아니며 현재 데이터 센터 광학 관행과 잘 맞지 않습니다. 가장 심각한 업그레이드 시나리오에서 엔지니어링 문제는 OM1 또는 OM2를 더 확장할 수 있는지 여부가 아니라 지금 교체하면 나중에 두 번째 중단을 방지할 수 있는지 여부입니다.

기존 VCSEL 기반 단거리 데이터 센터 설계의 경우,OM4가장 안전한 주류 선택으로 남아 있습니다. OM3보다 실질적으로 더 나은 모달 대역폭을 제공하고 구조화된 다중 모드 환경에서 일반적으로 사용되는 단거리 40G 및 100G 클래스를 지원합니다. OM3는 예산에 민감한 프로젝트나 레거시 확장 프로젝트에서 여전히 정당화될 수 있지만 새로운 디자인의 경우 OM4는 일반적으로 더 나은 마진 대 비용 균형을 제공합니다.

로드맵에 명시적으로 포함된 경우비디,SWDM또는 밀집된 마이그레이션 시나리오를 위한 이중 파이버 보존,OM5진지하게 고려해 볼 가치가 있습니다. 그것이 바로 진정한 가치를 창출하는 곳입니다. 그러나 배포 계획이 기존 방식에 중점을 두고 있다면850nm 전용다중 모드 광학 장치인 OM5는 기본 업그레이드로 취급되어서는 안 됩니다. 특히 400G의 경우 정답은 정확한 광학 제품군에 크게 좌우됩니다. 일부 이중 BiDi 모듈은 OM5 도달 이점을 보여주는 반면 다른 400G 다중 모드 접근 방식은 이미 OM4에서 완전히 실행 가능합니다.

혼합 OM 환경은 현실 세계에서, 특히 단계적 업그레이드 중에 흔히 발생합니다. 중요한 점은 물리적 상호 연결이 모든 세그먼트가 존재하는 최고 등급인 것처럼 종단 간 채널의 성능을 보장하지 않는다는 것입니다. 보수적인 엔지니어링 관행에서는 링크를 기준으로 평가해야 합니다.가장 낮은 유효 세그먼트 및 사용 중인 실제 광학 유형.

한 채널에 다양한 OM 등급이 나타나는 경우 설계 마진은 격리된 최고의 케이블보다는 해당 채널의 가장 약한 광학 조건에 따라 결정됩니다. 그렇기 때문에 이전 버전과의 호환성을 완전한 성능 동등성과 혼동해서는 안 됩니다. 혼합 링크는 여전히 작동할 수 있지만 지원되는 도달 범위 및 업그레이드 여유 공간은 보수적으로 계획해야 합니다.

이는 특히 다음과 관련이 있습니다.OM4 및 OM5. Corning은 OM5가 OM4를 준수하고 단일 및 다중 파장 시스템을 모두 지원한다고 지적하지만 Cisco는 OM5가 모든 다중 모드 광학 장치가 아닌 더 높은 파장 레인에 대해서만 추가 가치를 제공한다고 강조합니다. 따라서 혼합 OM4/OM5 채널이 일반 850nm 트래픽을 전달하는 경우 실제 계획 논리는 OM4 동작에 가깝게 유지됩니다.

짧은 대답은 "OM5가 최신 버전이기 때문"이 아닙니다. 엔지니어링 답변이 더 정확합니다.OM1 및 OM2는 레거시 클래스입니다. OM3은 최소 심각도의 최신 다중 모드 기준선입니다. OM4는 대부분의 기존 단거리 데이터 센터 환경을 위한 주류 고성능 선택입니다. OM5는 이중 다중 파장 로드맵이 광대역 설계를 의미있게 만들 때 특화된 업그레이드입니다.

오래된 건물 인프라를 유지 관리하는 경우 OM1 및 OM2를 장기 전략이 아닌 임시 레거시 자산으로 취급하십시오. 기존 데이터 센터 플랜트를 구축하거나 새로 고치는 경우 일반적으로 OM4가 가장 균형 잡힌 답변입니다. 마이그레이션 계획이 다음을 통해 이중 다중 모드 채널을 최대한 활용하는 데 달려 있는 경우비디,SWDM, 또는 유사한 파장 효율적인 광학 장치인 OM5는 전략적으로 관련성이 높습니다. 따라서 오늘날 최고의 다중 모드 광섬유 표준은 보편적이지 않습니다. 이는 케이블링 공장 뒤의 실제 광학 로드맵과 일치하는 것입니다.