多模光纤：资料文件
光纤介绍
光纤最早是什么时候提出的？是斯涅尔定律制定，由此提出折射率概念的时候吗？还是贝尔发明电话机的时候？虽然这些概念帮助推动了光纤的发展，但许多人都认为 1966 年高锟博士向电气工程师协会提交的关键研究是光纤的决定性时刻，高锟博士因此当之无愧地获得了诺贝尔奖。
随着光电子技术的发展，光纤技术已经悄悄地实现了我们今天习以为常的许多功能，如互联网、高速视频甚至移动网络，所有这些都很大程度上依赖光纤主干网来确保高质量的服务。与同轴电缆、微波和卫星等其他媒介相比，光纤技术可以在更远的距离上实现更低的成本和更高的带宽。
康普公司对于自己在将光纤引入电信网络方面所发挥的作用感到非常自豪：无论是为数据中心提供下一代宽带多模光纤，还是为光纤到户或光纤到天线解决方案提供高密度的光纤配线架，我们都在不断为客户创造基于光纤技术的创新解决方案。我们使连接到光纤高速公路变得更容易。
了解OM5光纤的速度优势
Understand the speed advantage of OM5 Fiber
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所有光缆的基本设计都是由至少两种不同的光学材料组成。
单模和多模两种类型的光纤都是光波导引。光信号被包层包含在“玻璃”纤芯内，包层大多为相同的晶体结构，但掺杂方式不同（例如硼、锗的比例可变）。
纤芯： 光纤的中心光纤层，光在这里传输。
包层： 外面的光学层把光限制在纤芯中，并引导它传输。
缓冲涂层： 硬塑料涂层，可保护玻璃免受潮湿或物理损坏。
光纤依据全内反射原理：在光纤芯内传播的光在到达包层和纤芯之间的边界时，会被反射回纤芯内。
光信号在光纤芯层内传播，但传播方式因光纤类型不同而不同。
光纤类型名称不言而喻；传播路径是单纤（单模光纤）或多纤（多模光纤）。
备注：实际情况是，单模光纤实际传输 8 到 10 种模式，与多模光纤能传输 1,300 种模式相比，从数量级上看，这算是“单模”。光的传播模式取决于：
- 几何形状
- 纤维的指数曲线
- 光的波长
几何因素很大程度上取决于纤芯的大小：
此图形有助于直观显示不同光纤类型之间的物理差异。所有类型的纤维都有 125 微米的外径（包层尺寸）。它们在纤芯的尺寸和结构上有所不同。62.5 的大直径纤芯及其较大的数值孔径(NA) 使其成为基于 LED 系统的最佳选择，因为它能从典型 LED 的较大发射模式中收集更多的光。50 微米尺寸的 LED 效率较低，但 VCSEL（激光二极管）较窄的发射宽幅同样可以完美耦合到 50 和 62.5 微米。50 微米的集光能力较低，意味着它承载的模式较少，因此，整体带宽比 62.5 高。这一点在单模光纤上被发挥到了极致。
我们什么时候需要作出类型取舍？和以往一样，这始终取决于您的要求。
单模
多模
- 如果您需要较长的传输距离（企业环境中长达 40 公里，不包括长距离系统），则会选择单模系统。
- 如果您不需要支持长距离链路，比如说不需要任何长于550米的链路，并希望限制系统总成本（包括有源设备），则可能会选择多模光纤。
- 多模光纤支持高数据速率应用（速度与单模相同，但距离较短）。
- 多模光纤系统比单模更容易维护和保持清洁。连接器接口处的污染（例如灰尘）是任何光纤系统运营商都头疼的问题，但多模光纤系统的连接器接口与单模系统相比对灰尘敏感度较低。另一方面，铜缆接口通常不容易受到此类污染干扰。
维护
与单模光纤相比，多模光纤有更大的纤芯直径和更高的定位公差，所以本身更容易进行维护以及保持连接器接口清洁。
成本
链路成本包括综合布线组件和收发器。最佳选择是多模光纤和多模收发器相结合，有可能提供一个有吸引力的低成本选择。当距离超过多模光纤的能力时，单模光纤就会取代多模光纤。
标准
OM3 通常被认为是目前最基本的选择。随着新的更高速应用的出现，OM3 的局限性开始显现出来——可能会迫使缩短传输距离，导致无法支持数据中心需要的规模。对许多人来说，这不是长期选项。
日常选择
OM4是当今的常用标准。它提供了比 OM3 更高的带宽（容量），因此 OM4 是新应用的典型推荐选项。
多种波长
业界现在有能力在 MMF (SWDM) 上使用多个波长，类似于 SMF 上的 WDM。这是对 MMF 容量的重大提升。在这里，多个波长结合起来可以将容量提高4倍（SWDM4协议）。康普率先推出了OM5，旨在补充SWDM，以提供更高的带宽——这意味着为更多的波长提供更长的传输距离。OM5现在是面向未来的标准。
- 多模光纤(MMF)首次在电信网络中部署。
- MMF 最早应用于公共网络和企业网络，支持专用电话交换机(PBX)、数据复用器和局域网等应用。
- 以太网和光纤应用得以发展。多模光纤成为骨干网和其他部署的主要介质，这些部署要求的传输距离超出了铜缆双绞线的能力。
- 数据速率超过 100 Mbps，850 纳米的 VCSEL 比 LED 光源更具成本可行性。
- 这促使 MMF 纤芯直径从 62.5 微米（OM1 综合布线）转变为 50 微米（OM2 综合布线）。
- 千兆时代来临，而带宽测量技术的局限性也变得明显。
- 通过新的标准化差模延迟 (DMD) 测量的带宽表征取得了进展。这采用了许多不同的激光发射来提取一个最小的激光带宽。
- 新测量指示合格的光纤被称为激光优化多模光纤( LOMMF)。
- 第一条 LOMMF 以 850 纳米的直径提供了至少 2000 MHz*km 的带宽，即所谓的 OM3
- OM3 获得巨大的市场份额。
- OM4 到来，提供至少 4700M Hz*km，预期每个通道应用 25 Gbps。
- OM3 和 OM4 是以太网和光纤通道应用的主要光纤介质。
- 并行 MMF 应用在以太网和光纤通道内获得标准化，达到至少 40 Gbps 的速率并使用至少四对光纤。
- 40G BiDi 和 SWDM4 涌现，在 MMF 上使用多个波长（850–950 纳米），增加了 MMF 的带宽，取代了一些并行应用。
- WBMMF（宽带多模光纤）经过标准化处理，扩展了基于 VCSEL 的 SWDM 收发器的功能。
- 40G-SWDM4 和 100G-SWDM4 收发器由 SWDM 联盟支持的多源协议定义。
- WBMMF 成为全球结构化综合布线标准中公认的 OM5。
- OM5 是新兴的以太网和光纤通道标准中公认的介质，速率为 50G、64G、100G、200G、400G 和 800G。
- IEEE 推出了第一个多波长 MMF 应用，802.3 厘米即可将 400G 传输至 150 米。
在自然技术演进的过程中，已经发展出五种不同的光纤等级。正如我们在历史部分所看到的，第一根多模光纤的纤芯为 62.5 微米(OM1)。它和能力更强的 50 微米版本 (OM2) 一起被使用了很多年。这两种类型现在已经很少使用了。
OMx 命名法起源于 ISO 11801 标准，已从 OM1 发展到 OM5。现在我们将对每种产品进行描述，并比较它们的结构、支持的距离和应用范围。
OM1
基于 62.5 微米纤芯的 OM1 最初是为所有使用 LED 发射器的多模应用而设计的。其室内电缆可通过传统的橙色护套进行识别。OM1 仅支持 10G 传输，最长传输距离可达 33 米(10GBASE-SR)。在目前的企业背景下，很多人认为 OM1 仅仅是在需要低带宽应用的老设备的扩容或维修中可以使用。
OM2
与 OM1 非常相似，但具有 50 微米纤芯。鉴于其带宽略高，支持 10G 传输，最长传输距离可达 82 米。
OM3
第一种激光优化光纤类型。
在上世纪 90 年代中期，以V CSEL 为动力的光源问世，使市场转向 50 微米光纤。激光优化多模光纤 (LOMMF )提供了更高的带宽，在短距离应用中实现了更高的数据速率。与单模系统相比，系统总成本（包括电子器件）仍然很低。
为了使带宽容量直观明了，护套采用水蓝色作为颜色标准。
康普为此类光纤规格申请了专利（尽管 OM3 的名称来自 ISO 11801 标准)，并且是第一家推出商用解决方案 (LazrSPEED® 300)）的制造商。OM3 支持 10G 传输，最长传输距离可达 300 米。
OM4
作为 OM3 规格的演进版本，50 微米的 OM4 光纤类型得到了极大的普及。OM4 的有效带宽增加了一倍多，达到 850 纳米，拓展了现有应用（千兆和多千兆应用）的传输距离，并可以应对未来的应用需求。值得一提的是，康普的 LazrSPEED 550 是该标准的先驱。
向后兼容 OM3，支持 10G 传输，最长传输距离可达 550 米。护套颜色也是水蓝色。请参阅下一节中所列的受支持距离图表，以获取其他应用范围的规格。
OM5
也称为“宽带多模光纤”（WBMMF），它是康普的另一项技术突破。OM5 支持一种名为短波长分频复用(SWDM) 的技术，可以使用四条不同的通道(采用四个接近的波长)。因此，在相同的容量下，它需要的光纤数量减少至四分之一。OM5 保留了 OM4 对旧版应用的支持。
为了与以前的类型区分开来，OM5 护套颜色为青柠绿。（为什么是青柠绿？因为单模光纤为黄色，OM4 为水蓝色。如果将两种颜色混合，就会变成青柠绿。）
存在非官方的光纤名称，例如 OM4+，作为 OM5 的替代品或优于 OM4 的纤维名称。您可以在本白皮书中了解关于两者的更多区别。
DMD（差模延迟）描述了多模光纤中最迟到达和最早到达的脉冲之间的延迟时间差。这种“脉冲扩散”限制了带宽，也是传统 OM1/OM2 多模光纤充分正确支持 10 Gbps 的主要原因。
在多模光纤中，色散是由模态色散和色度色散引起的。模态色散出现的原因是，不同光线（模态）具有不同的路径长度，因此，同时射入的光线可能无法同时离开光纤的另一端。由于许多传播模式（300 至 900）的差异，模态带宽由脉冲扩宽控制。
现代多模光纤的结构可以减少模态色散的影响。这些称为“梯度型光纤”的光纤被用于所有 SYSTIMAX® SCS 多模光纤产品。
使用多模光纤传输，距离可以达到 2 公里；但是，随着速度的提高，支持的距离会减少。添加连接器（会降低信号功率）也限制了应用支持的距离。更高的带宽和更好的连接性提供了来自 MMF 系统的最佳性能。
差模延迟 (DMD) 测试方法
对于单模系统，玻璃芯直径已经减小到只有一个路径（模式）可以通过光纤传播的尺寸。模态色散不再存在。然而，在单模光纤中仍然存在色散。不同的波长在玻璃中以不同的速度传播。这些波长差异产生了“色散”。色散与光源有关，光源通常有一定的波长范围。
SC和FC连接器曾经是光纤连接领域的王者，但已经无法跟上密度、性能、可扩展性和易部署性等方面日益增长的要求。
业界转而采用了LC和MPO连接器，并且已经使用了一段时间，而且理由非常充分。在下面的视频中，您可以更清楚地了解LC和MPO连接器的优势。连接器将作为本页面的一个单独的主话题进行更详细的介绍。
光纤连接器概述
光纤的数据和供电需求
网络设备在楼宇和园区内随处可见，如小型蜂窝基站、Wi-Fi接入点、IP摄像头、楼宇门禁和库存控制等设备以及其他无数的设备。
这些新的应用在提高用户连接性、运营技术效率和社区安全保障的同时，也给您带来了新的、不断增长的挑战：在室内外所有位置的每台设备上实现高带宽数据和电源连接性，并具备边缘网络架构所需的低延迟性能。
供电光纤解决方案通过单一的、易于处理的电缆布设，还可以选择是室外部署（可适应恶劣天气情况）还是阻燃级室内安装，相对容易地应对这些挑战。
供电光纤解决方案将高性能、低延迟的光纤数据连接与铜缆低压直流电源连接相结合。这样就可以连接许多供电远程设备，而不需要新的线槽、笨重的额外线缆或收费高昂的电工。借助于供电光纤电缆解决方案，您的网络可以接入一个庞大且不断增长的网络互联应用生态系统，包括：
- 光纤局域网
- 紧急电话
- 高清安防摄像头
- 数字标牌
- Wi-Fi 接入点
- 小型蜂窝基站
- 或几乎所有低压直流供电设备
康普光纤系统的性能由我们的应用保障部门提供保障和支持。
康普拥有领先的创新历史，开发了OM3、OM4和OM5。
康普解决方案（LazrSPEED版本）比适用标准的发布还早了几年，使我们的客户能够领先于潮流进行部署。
端到端的完整解决方案：电缆、配线板、配线、连接器等。
广泛的产品组合，您可以根据需求选择最佳元件。
带AIM（自动化基础设施管理）选项的光纤连接，带有imVision®。
预端接选项有助于满足数据中心的敏捷性要求。
与采用超低损耗(ULL)组件的标准应用规格相比，通过支持光纤链路中更多的连接和更长的距离，增加了网络灵活性。
作为传输数据的介质，光纤比铜缆更强大。然而，安装也相应地更为复杂，需要熟练的专业知识。康普的PartnerPRO®网络可能是您通往认证和专业知识之路上的有用工具。
如果您或您的团队希望更正式地了解多模光纤，我们的两门课程可使学习者按照自己的节奏学习。两门在线课程均提供多种语言版本。
多模光纤在行动
光纤介绍
单模光纤与多模光纤的比较
单模光纤与多模光纤有哪些不同
我们何时以及为何选择多模光纤
多模光纤简史
OM光纤类型
微分模式延迟
光纤连接头
多模光纤在数据中心的未来
