Что нужно знать о оптоволоконных кабелях OM4

В мире передачи данных оптоволоконные кабели OM4 стали ключевым компонентом для высокоскоростных сетевых приложений. Эти кабели созданы для удовлетворения постоянно растущей потребности в пропускной способности и более высоких скоростях передачи данных; поэтому они предлагают улучшенную производительность и эффективность. В этой статье представлен обширный анализ оптоволоконных кабелей OM4 с обсуждением их основных характеристик, применений и технических достижений, которые отличают их от более ранних версий. Независимо от того, работаете ли вы сетевым инженером или ИТ-экспертом или просто интересуетесь развитием оптоволоконных технологий, это руководство было разработано, чтобы предоставить вам всестороннюю информацию о кабелях OM4 и их месте в современных сетевых решениях.

Что такое волокно OM4?

Общие сведения о многомодовом волокне OM4

Многомодовое волокно OM4 — это оптическое волокно, созданное для передачи данных на высоких скоростях, особенно с помощью лазерного оборудования, такого как лазеры поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL). Что отличает OM4 от других волокон, так это диаметр сердцевины, составляющий 50 микрон, а также тот факт, что оно может обеспечивать большую полосу пропускания на большие расстояния, чем его предшественники, такие как OM3. С помощью OM4 вы можете передавать данные со скоростью 10 Гбит/с на расстояние до 550 м или даже получать скорость 40 Гбит/с, а каналы со скоростью 100 Гбит/с поддерживаются на расстоянии до 150 м. Таким образом, это делает его идеальным для использования в высокопроизводительных вычислительных средах и центрах обработки данных, где быстрая работа является обязательным условием наряду с надежностью. Кроме того, это волокно имеет лучшую модальную полосу пропускания — около 4700 МГц·км, что обеспечивает низкие искажения сигнала и безошибочную передачу сигналов на большие расстояния.

Чем OM4 отличается от волокна OM3

Во многих важных технических аспектах оптоволокно OM4 является шагом вперед по сравнению с оптоволокном OM3. Для передачи данных оба типа волокон имеют одинаковый диаметр сердцевины, составляющий 50 микрон, и используют VCSEL. Однако между ними существуют серьезные различия с точки зрения пропускной способности и расстояния, которое можно покрыть.

Сравнительные технические параметры:

• Эффективная модальная пропускная способность (EMB):
• OM3: 2000 МГц·км
• OM4: 4700 МГц·км
• Передача Информации:
• 10 Гбит/с:
• • ОМ3: до 300 метров
  • ОМ4: до 550 метров
  • 40 Гбит/с и 100 Гбит/с:
  • ОМ3: до 100 метров
  • ОМ4: до 150 метров
  Волокно OM4 лучше, чем волокно OM3, для современных высокоскоростных сетей, поскольку оно имеет более высокий показатель EMB. Это связано с тем, что более высокое значение EMB приводит к меньшей модовой дисперсии, что, в свою очередь, позволяет поддерживать целостность сигнала на больших расстояниях. Таким образом, магистральные сети центров обработки данных, а также любые другие приложения, требующие надежной высокой пропускной способности в расширенных диапазонах, значительно выиграют от использования волокна OM4 вместо волокна OM3.

Что означает OM4?

Оптический многомодовый 4 (OM4) — это категория оптоволоконных кабелей, подпадающих под категорию многомодовых. Такие стандарты могут передавать более значительные объемы данных в течение более продолжительных периодов времени, чем предыдущие версии. Здесь «ОМ» означает оптическое волокно, предназначенное для одновременной передачи нескольких режимов света, а цифра 4 обозначает его ранг среди других типов в этой серии, таких как OM1, OM2 и OM3. Причина, по которой он был разработан, заключается в постоянно растущей потребности в более быстрых сетях с большей пропускной способностью, в которых компьютеры соединяются между собой на близком расстоянии, например, в центрах обработки данных, используемых в высокопроизводительных вычислительных средах, чтобы достичь более высоких скоростей во время передачи данных между ними. ; поэтому волокно OM4 было создано в соответствии с этими требованиями. Что отличает каждое поколение от следующего, так это улучшенные возможности расстояния наряду с увеличением модальной пропускной способности, что значительно повышает его производительность на больших расстояниях.

Как используется волокно OM4?

Применение многомодового волокна OM4

В условиях высокоскоростной передачи данных, где важны как пропускная способность, так и расстояние, обычно используется многомодовое волокно OM4. Вот некоторые из его основных применений:

• Дата-центры: В магистральных сетях центров обработки данных, которые соединяют серверы, системы хранения и сетевое оборудование, широко используется волокно OM4. Благодаря высоким скоростям EMB на большие расстояния, которые позволяют быстро перемещать пакеты информации, обеспечивая эффективную работу в центрах обработки данных.
• Высокопроизводительные вычисления (HPC): Волокна OM4 имеют очень широкую модальную полосу пропускания, что делает их пригодными для использования в средах высокопроизводительных вычислений, где необходимы надежные каналы связи с малой задержкой.
• Корпоративные сети: Для соединения различных филиалов или подразделений крупных предприятий с целью обеспечения бесперебойной связи на обширных территориях кампусов или офисных парков используются волокна OM4.
• Телекоммуникации: Он поддерживает различные магистральные инфраструктуры в сфере телекоммуникаций, что позволяет быстро передавать большие объемы информации на большие расстояния, необходимые для таких услуг, как подключение к Интернету, видеоконференции, среди других, предоставляемых через облака.

Преимущества OM4 в сетях 100G

Существует ряд ключевых причин, по которым при развертывании сети 100G следует использовать оптоволоконные кабели OM4:

• Поддержка на больших расстояниях: Сто гигабит в секунду можно передавать на расстояние более 150 метров по волокну OM4, что превышает 100-метровый предел для волокон OM3.
• Более высокая модальная пропускная способность: При частоте 4700 МГц·км OM4 имеет более чем в два раза большую модальную полосу пропускания, чем его предшественник. Это значительно снижает искажения, вызванные перекрытием сигналов, и позволяет безошибочно передавать данные на большие расстояния.
• Эффективность затрат: Использование волокон OM4 может устранить необходимость в повторителях сигнала или усилителях, необходимых для других типов кабельных систем. Это может сэкономить деньги и упростить сетевую архитектуру.
• Перспективы: Улучшенные характеристики OM4 позволят сетям, основанным на нем, легко соответствовать более высоким требованиям скорости в будущем без необходимости замены большого количества кабельной инфраструктуры.

Развертывание оптоволокна OM4 в центрах обработки данных

Чтобы обеспечить максимальную эффективность оптоволокна OM4 в центрах обработки данных, необходимо учитывать определенные технические аспекты.

• Патч-панели и разъемы: Используемые разъемы MPO/MTP всегда должны быть высокого качества, чтобы минимизировать потери сигнала и обеспечить надежное соединение.
• Управление кабелями: Необходимо внедрить практику структурированной кабельной системы, чтобы поддерживать правильность организации и эффективность волоконно-оптических путей, что, в свою очередь, снижает риск физического повреждения, а также предотвращает возникновение помех сигнала.
• Тестирование и сертификация: Используйте оптические рефлектометры во временной области (OTDR) или любые другие необходимые инструменты для тщательного тестирования оптоволоконных линий и подтверждения их соответствия стандартам производительности после завершения установки.
• Экологические соображения: Центры обработки данных нуждаются в надлежащем контроле за состоянием окружающей среды, например, в системах регулирования температуры, способных поддерживать постоянный уровень в различных зонах, где могут располагаться эти объекты; также необходимы системы контроля влажности, чтобы влага не разрушала оптоволоконные кабели, что могло бы привести к потере или искажению сигналов между устройствами, соединенными между собой этими проводами.

Соблюдение таких процедур позволяет центрам обработки данных в полной мере использовать преимущества волокна OM4 для поддержки высокоскоростных сетей большой емкости, необходимых для текущих компьютерных потребностей.

Каковы преимущества волокна OM4?

Возможности высокой пропускной способности и расширенный охват

Волокно OM4 отлично подходит для пропускной способности, поскольку оно может обеспечить скорость Ethernet 10 Гбит/с, 40 Гбит/с и 100 Гбит/с на большие расстояния. Точнее, волокно OM4 позволяет передавать Ethernet со скоростью 10 Гбит/с на расстояние до 550 метров, а Ethernet со скоростью 40 Гбит/с и 100 Гбит/с может достигать 150 метров. Благодаря этим возможностям расширенного охвата крупные центры обработки данных и сетевые архитектуры на большие расстояния лучше всего подходят для использования OM4.

Экономия

Улучшенные характеристики волокна OM4 могут привести к значительной экономии:

• Менее активное оборудование: Это позволяет передавать данные на большие расстояния, поэтому требуется меньше ретрансляторов и усилителей, что позволяет сэкономить деньги на капитальных и эксплуатационных расходах.
• Упрощенная конструкция сети: Поскольку потребность в активных компонентах снижается, сетевая архитектура становится проще, что также может снизить затраты на установку и обслуживание.

Обоснование технических параметров

• Диаметр сердцевины: 50 микрометров — это диаметр сердцевины волокна OM4, обеспечивающий быструю оптическую связь.
• Модальная полоса пропускания: при длине волны 850 нм волокно OM4 имеет эффективную модальную полосу пропускания 4700 МГц*км, что позволяет ему поддерживать обширную передачу данных.
• Вносимые потери: поддерживая типичные вносимые потери менее 3.5 дБ/км на длине волны 850 нм, волокно OM4 обеспечивает эффективную передачу сигналов.

Чтобы обеспечить высокоскоростную передачу данных и экономичные сетевые решения, центры обработки данных должны использовать волокно OM4 с этими характеристиками.

Как установить и обслуживать оптоволокно OM4?

Рекомендации по установке

Чтобы обеспечить наилучшую производительность и максимально длительный срок службы многомодового волокна OM4, при установке учитывайте следующее:

• Уход за разъемом: Всегда следует использовать высококачественные разъемы и тщательно очищать их перед установкой, чтобы минимизировать потери при соединении.
• Радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба волокна (который обычно в 20 раз превышает внешний диаметр кабеля) не должен нарушаться. Это означает, что для кабеля OM4 минимальный радиус должен составлять около 30 мм.
• Обработка кабеля: При установке не тяните и не напрягайте слишком сильно ни одну его часть; также должно быть соответствующее оборудование для работы с кабелями, чтобы защитить его хрупкие части, такие как сростки и волокна, которые могут легко повредиться при неправильном обращении.
• Условия окружающей среды: Убедитесь, что во время этого процесса соблюдаются температурные и влажностные условия, поскольку несоблюдение этих требований может привести к ухудшению качества или даже разрушению оптоволоконных установок из-за неблагоприятных погодных условий, таких как высокая температура или влажность.
• Документация и тестирование: После прокладки новых соединений их необходимо задокументировать, а затем провести комплексное обследование с помощью рефлектометра, который посылает в них оптический импульс, а затем измеряет, как свет отражается обратно.

Обслуживание

Очистка волокна OM4 означает, что вам следует регулярно чистить, проверять и тестировать его, чтобы гарантировать, что его производительность остается высокой.

• Частая очистка: важно часто использовать утвержденные инструменты для очистки, чтобы предотвратить потерю сигнала из-за чистки разъемов и соединителей.
• Обзор: следует визуально проверять соединения и разъемы с помощью фиброскопа.
• Периодическое тестирование: проводите регулярный мониторинг уровней затухания с помощью таких устройств, как набор для тестирования оптических потерь (OLTS) и рефлектометр, который помогает выявлять потенциальные проблемы на ранних стадиях.

УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК

Эффективное устранение неполадок требует распознавания и решения проблем, которые могут повлиять на производительность волокна.

1. Выявление событий с высокими потерями. Используйте OTDR для поиска событий с высокими потерями, таких как изгибы, соединения или разрывы.
2. Проблемы с качеством сигнала. Если есть проблемы с качеством сигнала, проверьте разъемы на наличие загрязнений или повреждений и очистите их или замените при необходимости.
3. Проверка разъемов и соединений. Осмотрите все разъемы и соединения на наличие неисправностей, затем устраните их или при необходимости замените.

Обоснование технических параметров

Для достижения наилучшей производительности и эффективного устранения неполадок важно знать и соблюдать технические параметры:

1. Центральный диаметр: его следует поддерживать на уровне 50 микрометров, чтобы обеспечить более быструю связь.
2. Пропускная способность режима: система должна работать с модальной полосой пропускания 4700 МГц*км на длине волны 850 нм, чтобы обеспечить высокую скорость передачи данных на большие расстояния.
3. Потеря вносимого сигнала: отслеживайте вносимые потери, которые не должны превышать 3.5 дБ/км на длине волны 850 нм, чтобы проверить эффективность передачи сигнала.

Ниже приведены некоторые советы по установке, обслуживанию и устранению неполадок, которые помогут продлить срок службы и оптимизировать многомодовые оптоволоконные сети OM4 в центрах обработки данных.

Какие существуют типы оптоволоконных кабелей OM4?

Кабели OM4 с рейтингом «пленум» и «стойка»

При выборе оптоволоконных кабелей OM4 для установки важно знать разницу между кабелями с рейтингом стояка и пленума из-за проблем безопасности и соответствия нормам.

Кабели OM4 с рейтингом «пленум»

Кабели, предназначенные для использования в пленуме, предназначены для прокладки в пленумных зонах, которые представляют собой пространства, используемые для циркуляции воздуха в системах отопления и охлаждения. Эти типы кабелей имеют оболочку, изготовленную из таких материалов, как малодымные и огнестойкие соединения, для предотвращения распространения огня и токсичности. Ниже приведены технические характеристики:

• Огнезащитное покрытие: Это гарантирует, что он соответствует требованиям, установленным NFPA 262 или UL 910.
• Низкое дымовыделение: Это уменьшает выделение дыма при горении, что очень важно для вентиляционных каналов.

Кабели OM4 с рейтингом стояка

Кабели с номинальной стойкостью созданы для вертикальных стояков, соединяющих много этажей в здании. Эти провода имеют взрывобезопасную, но не такую ​​строгую конструкцию, как пленумные кабели. Технические требования следующие:
 
Сопротивление вертикальному распространению пламени: соответствует UL 1666 и ограничивает пожар на одном этаже.
 
Умеренное подавление дыма: Может использоваться в закрытых помещениях зданий.

Понимание различных разъемов: LC, SC и MTP

LC-коннекторы

Разъемы малого форм-фактора — это разъемы LC (Lucent Connector). Это делает их идеальным решением для сегодняшних центров обработки данных с высокой плотностью соединений. Вот несколько важных технических моментов:

Диаметр наконечника: Его ширина 1.25 мм обеспечивает точное выравнивание и низкие вносимые потери.
Вносимые потери: в среднем < 0.3 дБ на каждую сопряженную пару; эта функция позволяет эффективно передавать сигнал.

SC-коннекторы

В телекоммуникациях двухтактная конструкция сделала разъемы SC (абонентский разъем) стандартом. Некоторые из ключевых технических особенностей:

• Диаметр наконечника: 2.5 мм, что обеспечивает прочные и надежные соединения.
• Вносимые потери: обычно менее 0.25 дБ на сопряженную пару обеспечивают надежность соединения.

MTP-коннекторы

Основные характеристики нажимных разъемов для многоволоконной заделки следующие:

• Количество волокон: эти разъемы могут вмещать 12 или 24 волокна в одном разъеме, что делает их идеальными для плотных соединений.
• Вносимые потери: этот параметр обычно падает ниже 0.35 дБ на сопряженную пару и позволяет передавать большие объемы данных на высоких скоростях.
• Возвратные потери: более 60 дБ для одномодового (углового), что минимизирует отражение сигнала.

обоснование

Независимо от того, необходимо ли это для быстрого подключения к магистральной сети или для экономии физического пространства в местах с большим скоплением людей, центры обработки данных могут достичь максимальной эффективности, следуя этим рекомендациям.

Заключение

Чтобы центры обработки данных работали эффективно и соответствовали требованиям различных стандартов, важно, чтобы люди знали, что отличает кабели OM4 с рейтингом стояк от кабелей с рейтингом «пленум», а также ознакомились с различными типами разъемов. Каждый кабель, а также разъемы имеют свои преимущества, поэтому выбирать их необходимо в зависимости от конкретных требований к установке и технических характеристик.

Справочные источники

1. Интернет-статья – Сетевой мир
   
   • Итого: Network World подготовила очень подробную статью о оптоволоконных проводах OM4 с подробным объяснением их характеристик, характеристик и использования. В статье подчеркивается, что кабели OM4 имеют больше преимуществ, чем кабели любого другого типа, поскольку они способны передавать больше данных на более короткие расстояния и с более высокими скоростями. Помимо этого, автор затрагивает некоторые особенности строения этих волокон, которые позволяют им эффективно работать в составе высокоскоростных сетей для передачи больших объемов информации между устройствами. Это делает издание Network World надежным для ИТ-специалистов, которым необходимы такого рода знания в своей области.
2. Веб-сайт производителя – Corning Optical Communications
   
   • Итого: Компания Corning Optical Communications предоставляет на своем веб-сайте подробное руководство по оптоволоконным кабелям OM4. В руководстве представлена ​​подробная информация о характеристиках, преимуществах и способах установки кабелей OM4. Тот факт, что компания Corning входит в число ведущих производителей оптоволоконных решений, подтверждает, что этот ресурс правильный и полезный для всех, кто хочет развернуть или улучшить свою сеть с использованием волокон OM4.
3. Академический журнал - Журнал IEEE Communications
   
   • Итого: Статья в журнале IEEE Communications Magazine посвящена техническим достижениям и показателям производительности оптоволоконных кабелей OM4. В этом научном журнале представлен анализ того, насколько хорошо волокна OM4 подходят для современных высокоскоростных сетей. В нем рассказывается о том, из чего состоит кабель om4, какие испытания проводились на нем, а также проводится сравнение с другими типами волокон, что дает ценную информацию, основанную на знаниях, которая может быть использована профессионалами или любым человеком, проводящим исследования в области телекоммуникаций.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Что означает оптоволоконный кабель OM4?

A: Волоконно-оптический кабель OM4 — это разновидность многомодового волокна, оптимизированного для работы с более высокими скоростями передачи данных на большие расстояния, что обеспечивает большую пропускную способность, обычно 40G и 100G, используемые в высокоскоростных сетевых приложениях в центрах обработки данных, а также в корпоративных сетях.

Вопрос: Чем волокно OM4 отличается от других типов волокон?

Ответ: Волокна OM4 имеют более высокие характеристики по сравнению с волокнами OM1, OM2 или даже OM3. Основным преимуществом является поддержка более высоких скоростей передачи данных в течение длительных периодов времени; например, хотя кабель OM3 поддерживает 100G на расстояние до 100 метров (м), эквивалентная длина той же спецификации может передавать 100G на расстояние до 150 метров.

Вопрос: В каких установках лучше всего использовать кабели OM4?

Ответ: Высокоскоростные сети передачи данных в сетях хранения данных (SAN), магистральные сети и другие приложения, требующие быстрой и надежной работы с высокой пропускной способностью, — лучшие места, где следует использовать оптоволоконные кабели OM4.

Вопрос: Чем номиналы OFNR и OFNP отличаются друг от друга применительно к кабелям OM4?

Ответ: Эти две классификации указывают, в какой части здания их следует использовать. OFNR означает «непроводящий стояк для оптического волокна», а OFNP означает «непроводящая пленума для оптического волокна». Если у вас есть стояки, выберите OFNR, но если у вас есть приточные помещения, выберите OFNP, потому что у них более строгие требования пожарной безопасности, чем у их аналогов.

Вопрос: Что означает «лазерная оптимизация», когда речь идет о кабелях OM4?

Ответ: Когда мы говорим здесь «оптимизированный для лазера», все это означает, что эти конкретные типы проводов были разработаны таким образом, чтобы они лучше всего работали с лазерами, особенно с теми, которые используются в высокоскоростных устройствах поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL), что приводит к увеличенная пропускная способность, а также лучшая общая производительность системы.

Вопрос: Будут ли разъемы MPO работать с оптоволоконными кабелями OM4?

О: Да, так и будет. В центрах обработки данных с высокой пропускной способностью для быстрого запуска и эффективной установки разъемы MPO позволяют подключать множество волокон, обычно 12 или 24.

Вопрос: Что отличает оптоволоконные кабели 100G OM4?

О: Они могут покрывать до 150 метров, обеспечивая при этом высокую пропускную способность, поэтому разработаны специально для приложений Ethernet на 100 гигабит. Это отличает их от других.

Вопрос: Поддерживают ли одномодовые волокна оптоволоконные патч-кабели OM4?

A: Нет, они этого не делают. Одномодовые волокна предназначены для связи на большие расстояния и имеют другие уровни производительности, разъемы и характеристики расстояния по сравнению с многомодовыми волокнами, такими как OM4, которые созданы для связи на короткие расстояния, например, внутри сети здания или кампуса.

Вопрос: Каким образом волокна OM4 превосходят другие многомодовые волокна?

A: Более высокая полоса пропускания сердцевины шириной 50 мкм в сочетании с оптимизированной для лазера конструкцией позволяет этим типам многомодовых волокон достигать лучших результатов, чем любой другой тип.

Вопрос: Каковы типичные варианты применения оптоволоконных патч-кордов OM4?

О: Тем, кому нужна быстрая и надежная скорость соединения между устройствами, расположенными в разных местах, но при этом хочется, чтобы они были подключены посредством проводных соединений, то это устройство следует использовать в обязательном порядке.