マルチモードファイバータイプの説明: OM1 OM2 OM3 OM4 OM5

ネットワーク エンジニアや調達チームがインフラストラクチャに適したマルチモード ファイバーを選択するのに役立つ詳細な技術比較。-

前四半期、ニュージャージー州の物流会社から倉庫ネットワークのアップグレードについて当社に連絡があったとき、同社は共通のジレンマに直面していました。既存の OM1 ケーブル配線では、購入したばかりの 10GbE スイッチをサポートできないということでした。現場の技術者は OM4 を推奨していましたが、平均 85 メートルのランニングにはそれはやりすぎでしたか?{3}}このシナリオは、世界中のデータセンター、キャンパス、企業施設にわたって毎日実行されます。

マルチモード ファイバーの選択は、単に色分けされたケーブルを選択することだけではありません。{0}{1}光の伝播の物理を理解し、現在および将来の帯域幅需要にインフラストラクチャを適合させ、設備投資を最適化することが重要です。このガイドでは、表面レベルの仕様を超えて説明します-なぜこれらの繊維は異なるパフォーマンスを発揮し、どうやって特定の展開に関して情報に基づいた意思決定を行うことができます。

マルチモードファイバーが「マルチモード」である理由

OM の分類に入る前に、マルチモード ファイバーとシングルモード ファイバーの基本的な違いを確認しましょう。{0}}

マルチモード ファイバは、シングルモードの 9μm コアと比較して、より大きなコア直径を備えています。-通常は 50μm または 62.5μm です。-このより大きなコアにより、光は複数の経路に沿って同時にファイバーを通過することができ、各経路は異なる伝播「モード」を表します。多くの車線を持つ高速道路と 1 車線の道路のようなものだと考えてください。-車線が多いほど、短距離では交通容量が増えますが、長距離では調整が難しくなります。

グレーデッド インデックス マルチモード ファイバのコアと-の境界面は鋭い境界ではなく、屈折率が徐々に変化します。この勾配は、さまざまなモードの移動時間を均等にするために正確に設計されています。ファイバーの端近くを伝わる光は、より長い物理経路をたどりますが、屈折率の低い-材料を通過する（したがって、より速く移動します）のに対し、中心付近の光は、屈折率が高い-材料を通るより短い経路をたどります（移動が遅くなります）。完全に調整されている場合、すべてのモードが同時に受信機に到着します。

実際には、製造公差により、この補正は決して完璧ではありません。その結果生じるモード間のタイミングの違いは-モード分散と呼ばれます-）、最終的にはファイバの帯域幅と伝送距離を制限します。これは、OM1 から OM5 までを分ける重要なパラメータです。

LED から VCSEL への進化: 帯域幅革命を理解する

OM 分類システムは、1990 年代後半から 2000 年代前半に起こった光源技術の根本的な変化を反映しています。

LED の時代 (OM1 および OM2)

初期のマルチモード システムは、発光ダイオード (LED) を光源として使用していました。{0} LED は、ファイバー コア全体を満たす広範囲で均一な出力を生成し、利用可能なすべてのモードを同時に励起します。この「オーバーフィルされた起動」状態は、ファイバーの帯域幅が、連携して動作する何百ものモードの総合的なパフォーマンスによって決定されることを意味しました。信号エネルギーが非常に多くのパスに分散されていたため、いくつかの低速または高速モードの影響は最小限でした。

LED には基本的な制限があります。最大変調レートは約 622 Mbit/s に達します。この制約により、ファイバーの理論上の性能に関係なく、ギガビット-速度のアプリケーションには適さなくなりました。

VCSEL 革命 (OM3、OM4、OM5)

垂直-共振器面-発光レーザー (VCSEL) がすべてを変えました。これらの半導体レーザーは以下を提供します。

25 Gbit/s を超える変調速度 (そして改善し続けている)

スペクトル幅が狭くなり、波長分散が減少します

より高い光パワーによる信号対雑音比の向上--

端面発光レーザーと比較して製造コストが低い-

ファイバーコアに効率的に結合する円形ビームプロファイル

ただし、VCSEL はファイバー コアを均一に充填しません。集中ビームは、利用可能なモードのサブセットのみを励起します。-通常はファイバーの中心付近のモードです。この「制限された起動」状態は、コア中心の欠陥または屈折率の変動がシステムのパフォーマンスに不釣り合いな影響を与えることを意味します。

これが、過充填 LED 発射用に設計された OM1 および OM2 ファイバーがしばしばパフォーマンスを発揮する理由です。悪いVCSEL では、定格帯域幅が示唆するよりも高くなります。ファイバー メーカーは、VCSEL の発売用に特別に設計された、厳密に制御された屈折率プロファイルを備えたレーザー最適化マルチモード ファイバー (LOMMF) を開発することで対応しました。{1}このレーザー最適化ファイバー-は、OM3、OM4、OM5 分類の基礎となりました。

OM 分類: 詳細な技術的内訳

OM1ファイバー

主要な仕様:

コア径：62.5μm

クラッド径：125μm

オーバーフィルド・ローンチ（OFL）帯域幅: 850nmで200 MHz・km、1300nmで500 MHz・km

最大減衰: 850nmで3.5 dB/km、1300nmで1.5 dB/km

ジャケットカラー：オレンジ（TIA-598C準拠）

技術的な背景:

OM1 のより大きな 62.5μm コアは、LED 光源との位置合わせが簡素化され、コネクタの公差がより緩やかになるため、最初に選択されました。ただし、この大きなコアは 50μm ファイバーよりも多くの伝播モードをサポートするため、モード分散が大きくなり、帯域幅が低くなります。

62.5μm のコア サイズにより、根本的な非互換性が生じます。OM1 コネクタおよびパッチ コードを OM2/OM3/OM4/OM5 コンポーネントと混合することはできません。 62.5μm ファイバを 50μm ファイバに接続すると、約 3-4 dB の損失が追加され、多くのシステムでリンク障害を引き起こすのに十分です。

実用的な距離制限:

現在のステータス:

OM1 はレガシー インフラストラクチャとみなされます。モーダル連続性が必要な既存の 62.5μm プラントに接続する場合を除き、新規設置では OM1 を指定しないでください。 10GbE では 33 メートルの制限があるため、最新のデータセンター アプリケーションには実用的ではありません。

OM2ファイバー

主要な仕様:

コア径：50μm

クラッド径：125μm

OFL帯域幅：850nmで500MHz・km、1300nmで500MHz・km

最大減衰: 850nmで3.5 dB/km、1300nmで1.5 dB/km

ジャケットカラー：オレンジ（TIA-598C準拠）

技術的な背景:

OM2 は、主に LED 光源向けに設計されている一方で、50μm コア技術への移行を表しています。コアが小さくなったことでサポートされるモードの数が減り、OM1 と比較して帯域幅が向上しました。最新の OM2 は、OM3 の厳しい EMB 要件を満たしていませんが、レーザーで最適化されて製造されることがよくあります。-

OM1 と OM2 はどちらもオレンジ色のジャケットを使用しているため、終端または接続の前に、ケーブルに印刷された凡例 (「50/125」と「62.5/125」など) をチェックして、ファイバのタイプを必ず確認してください。

実用的な距離制限:

現在のステータス:

OM1 と同様に、OM2 の新規インストールは段階的に廃止されています。 10GbE では 82 メートルという制限があるため、最新の環境での有用性は制限されていますが、距離制限内の 1GbE 接続では引き続き使用できます。

OM3 ファイバー (レーザー-に最適化されたマルチモード ファイバー)

主要な仕様:

コア径：50μm

クラッド径：125μm

有効モード帯域幅 (EMB): 850nm で 2,000 MHz・km

OFL帯域幅：850nmで1,500MHz・km

最大減衰: 850nmで3.0 dB/km

ジャケットカラー：アクア（TIA-598C準拠）

技術的な背景:

OM3 は、VCSEL 伝送専用に設計された最初のファイバー分類です。重要な指標は、オーバーフィル起動帯域幅 (LED に関連) から有効モーダル帯域幅 (VCSEL に関連) に移行しました。 EMB は、差動モード遅延 (DMD) テストによって決定されます。このテストは、VCSEL の動作をシミュレートする制限された起動条件下で、さまざまなモード グループが相互にどのように遅延するかを測定します。

2,000 MHz/km の EMB 仕様は、300- メートルのリンクで約 6.67 GHz の使用可能な帯域幅が提供されることを意味します。これは 10GbE に余裕を持って十分です。ファイバーの屈折率プロファイルは、特に VCSEL エネルギーが集中するコア中心で厳密に制御されます。

実用的な距離制限:

現在のステータス:

OM3 は引き続き広く導入されており、300 メートル以内の 10GbE アプリケーションに対して費用効果が高くなります。{1} OM3 は、ケーブル配線が 300 メートル未満に留まる住宅用ファイバー設備や小規模な企業ネットワークの場合、優れた価値を提供します。ただし、40GbE および 100GbE アプリケーションでは、すぐにその制限が明らかになります。

OM4ファイバー

主要な仕様:

コア径：50μm

クラッド径：125μm

有効モード帯域幅 (EMB): 850nm で 4,700 MHz・km

OFL帯域幅：850nmで3,500MHz・km

最大減衰: 850nmで3.0 dB/km

ジャケットの色: アクアまたはエリカ バイオレット (TIA-598C による)

技術的な背景:

OM4 は、OM3 の導入後、製造プロセスの改良を続けて誕生しました。ファイバー製造業者は、屈折率プロファイルのより厳密な制御を達成し、有効モード帯域幅を 2 ​​倍以上にしました。これは新しいファイバー設計ではなく、OM3 製造をより高い品質基準に進化させたものです。

4,700 MHz/km の EMB により、400 メートルのリンクで約 11.75 GHz の帯域幅をサポートできるようになり、OM3 の能力を超える距離で 10GbE が可能になります。さらに重要なことは、OM4 は 40GbE および 100GbE システムの到達距離を、OM3 の 100m/70m 制限からそれぞれ 150m/100m まで拡張します。

OM4 は OM3 と完全に下位互換性があり、どちらも 50μm コアを使用しており、モード不一致損失なしで相互接続できます。主な視覚的な違いは、ジャケットの色がオプションのエリカ バイオレット (マゼンタ) であることですが、多くのメーカーは依然として水色を使用しています。

実用的な距離制限:

現在のステータス:

OM4 は、10GbE ～ 100GbE をサポートする新しいデータセンターの設置に推奨される選択肢です。 OM3 に対する価格プレミアムは控えめ (通常 10-20%) ですが、その拡張範囲により、有意義な運用上の柔軟性と将来性が提供されます。

OM5 ファイバー (広帯域マルチモード ファイバー)

主要な仕様:

コア径：50μm

クラッド径：125μm

850nmでのEMB：4,700MHz・km（OM4と同じ）

953nmにおけるEMB：2,470MHz・km（新仕様）

最大減衰: 850nmで3.0 dB/km、953nmで2.3 dB/km

ジャケットカラー：ライムグリーン（TIA-598C準拠）

技術的な背景:

OM5 は、マルチモード ファイバー設計におけるパラダイム シフトを表します。 OM3 と OM4 は従来の 850nm VCSEL 波長で帯域幅を最適化しましたが、OM5 はこの最適化を 850nm ～ 953nm の波長範囲に拡張します。

この広帯域機能により、短波長分割多重 (SWDM) が可能になり、4 つの波長 (850nm、880nm、910nm、940nm) が単一のファイバー ペアで同時に送信されます。 SWDM は、ファイバーのストランドを追加したり、並列光ファイバーに移行したりすることなく、ファイバーの容量を効果的に 4 倍にします。

重要な説明:OM5 の 850nm における EMB は OM4 の仕様と同等です。単一波長 850nm トランシーバー（標準 10GbE、25GbE、40GbE SR4、100GbE SR4）の場合、OM5 は OM4 と比べて距離の利点がありません。- OM5 プレミアムは、40G-SWDM4、100G-SWDM4、または新しい 400G-BD4.2 モジュールなどの SWDM{15}} 対応トランシーバーを使用する場合にのみ恩恵を受けます。

実用的な距離制限:

現在のステータス:

OM5 の導入は当初の予想よりも遅れています。 SWDM トランシーバーが導入計画に含まれていない限り、コスト プレミアム (通常は OM4 の 30{6}}50%) を正当化するのは困難です。ほとんどのデータセンター アプリケーションでは、OM4 と並列光 (MPO/MTP 接続) を組み合わせることで、40GbE および 100GbE と同等以上の費用対効果を実現します。

OM5 は、ファイバーのストランド数が制限されている場合、または 400GbE 以降への移行パスでファイバーの並列処理よりも波長多重化が優先されるハイパースケール環境に有望です。

総合比較表

適切なファイバーの選択: 意思決定の枠組み

評価基準

1. 現在の帯域幅要件

既存のネットワーク トポロジをマッピングし、各リンクの速度を特定します。主に 1GbE 接続を実行している場合は、OM3 でもかなりのヘッドルームが得られます。ただし、10GbE 以上のリンクが普及している場合、ほとんどの環境では OM4 が実用的な最小値になります。

2. ケーブルの配線距離

潜在的な最長のケーブル配線を測定または推定します。スラック ループ、垂直ライザー、迂回配線を含めます。-設置されたケーブルの長さは直線距離を 20～40% 超えることがよくあります。-

3. 将来の移行パス

データセンターの帯域幅需要は通常、毎年 25 ～ 50% 増加します。現在設置されているケーブルインフラストラクチャは、少なくとも 2 ～ 3 世代のテクノロジーに対応する必要があります。ほとんどの組織にとって、これは、現在の機器が 10GbE で動作する場合でも、40GbE/100GbE 向けに設計することを意味します。

4. 予算の制約

OM4 は OM3 よりも若干のプレミアムがありますが、通常、ケーブル設置の人件費は材料費の差に比べれば小さく見えます。 OM3 と比較して OM4 を今すぐ設置すると、ケーブルの調達が 10{6}}20% 増加する可能性がありますが、後でケーブルを再配線するというはるかに大きな出費を回避できます。

推奨事項の概要

コネクタの選択とベストプラクティス

マルチモード ファイバーのパフォーマンスは、コネクタの品質と清浄度に大きく依存します。高密度データセンター アプリケーションの場合、当社の MPO/MTP ソリューションは、並列光トランシーバーの 8、12、16、24 ファイバー構成をサポートしています。-従来のデュプレックス接続の場合、LC コネクタは、一貫した 0.2dB 未満の挿入損失を保証する高精度セラミック フェルールを備えた最高のポート密度を提供します。

ポリッシュの種類

PC (物理的接触): Basic polish, adequate for most multimode applications. Return loss typically >30dB。

UPC (ウルトラ フィジカル コンタクト): Enhanced polish with better surface finish. Return loss typically >50dB。高速アプリケーションに推奨-。

APC (角度付き物理的接触): 8-degree angled polish minimizes back-reflection. Return loss >60dB。主にシングルモード ファイバーで使用されますが、特殊なマルチモード アプリケーションにも使用できます。-

クリーニングプロトコル

汚染はリンク障害の主な原因です。 1 μm の塵粒子が 1 個でも、50 μm コアを通る光の透過を大幅に妨げる可能性があります。毎回嵌合する前に、コネクタの端面を 200 倍以上の倍率のファイバー スコープで検査し、IPA（イソプロピル アルコール）またはドライ クリーニング カセットを使用した糸くずの出ないワイプで清掃してください。{6}{6}

ビジネスケースの作成: 総所有コスト

マルチモード ファイバーのグレード間のコスト差は、見た目よりもそれほど重要ではないことがよくあります。

材料費の例 (100m パッチコード):

OM3: ~$45

OM4: ~$52 (15% プレミアム)

OM5: ~$68 (OM3 より 51% のプレミアム)

取り付け作業(すべてのグレードで同じ): 1 回の走行あたり ~$150 ～ 300

設置の労力が総コストの大半を占める場合、OM3 ではなく OM4 を指定することによる追加費用はごくわずかになります。-将来の帯域幅制約に対する保険は十分にあります。

新規データセンター構築の場合、デフォルト仕様としてOM4を推奨します。控えめな先行投資により、一般的なラック間距離、および列間距離内での距離制限なしで 10GbE、25GbE、40GbE、100GbE 機器との互換性が保証されます。--

マルチモード インフラストラクチャ向けの Evolux ファイバー ソリューション

Evolux Fiber では、マルチモード ファイバー接続コンポーネントの完全なエコシステムを製造しています。

光ファイバーパッチコード:シンプレックス、デュプレックス、MPO/MTP 構成の事前終端済み OM3、OM4、OM5 アセンブリ。- 0.3 メートルから 100 メートル以上までの長さをカスタム対応し、迅速な対応が可能です。

光ファイバーコネクタ:精密ジルコニア セラミック フェルールを備えた LC、SC、FC、ST、および MPO/MTP コネクタ。挿入損失<0.2dB, return loss >50dB。 PC、UPC、APC 研磨タイプをご用意しています。

光ファイバーピグテール:融着接続用途向けに工場で研磨された-ピグテール。 LSZH または PVC ジャケットを備えた OS2 シングル- モードおよび OM1-OM5 マルチモード バリアント。

光ファイバーアダプター:ブロンズまたはセラミックの位置合わせスリーブを備えたパネル マウントおよびバルクヘッド アダプタ。{0}シンプレックス、デュプレックス、クワッド構成。

PLC スプリッター:FTTH/PON 導入用のベア ファイバ、ABS モジュール、LGX カセット、ラックマウント パッケージでの 1x2 ～ 1x64 の分割比。{4}}

端子箱および配電フレーム:統合されたスプライス トレイとパッチ パネルを備えた、整理されたケーブル管理のためのウォール{0}}マウントおよびラック{1}}マウント エンクロージャ。

深センにある当社の製造施設は、完成したすべてのアセンブリの 100% 光学テストを含む厳格な品質管理により、ISO 9001 認証を維持しています。 12+ 年の業界経験と年間 5,000 万個を超える接続コンポーネントの生産能力を誇る当社は、50+ 国の通信事業者、データセンタービルダー、企業顧客にサービスを提供しています。

翌日発送の標準カタログ製品が必要な場合でも、特定の導入要件に合わせてカスタム設計されたソリューションが必要な場合でも、当社の技術チームは設計から設置までお客様のプロジェクトをサポートする準備ができています。{0}

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