データ伝送の世界では、光ファイバーケーブルが、高速データフローを可能にする情報ハイウェイとして機能します。しかし、利用可能なファイバーの種類、特に一般的なマルチモードバリアントであるOM1、OM2、OM3、およびOM4は、混乱を招く可能性があります。これらのファイバータイプは何が異なり、特定のニーズに適切なソリューションをどのように選択すればよいのでしょうか？この包括的な分析では、選択プロセスをナビゲートするために、それらの特性と用途を検証します。
マルチモードファイバーの背後にある物理学：モード分散と帯域幅
OM1からOM4ファイバーの違いを理解するには、まずマルチモードファイバーの基本的な特性であるモード分散を調べる必要があります。光がファイバーを通過するとき、ファイバーのコア径が光の波長を大幅に超えているため、複数の伝搬モードが存在します。これらのモードは異なる速度と位相で移動し、光パルスが距離にわたって時間的に広がる原因となります。これは、モード分散またはインターモード分散として知られています。
帯域幅は、MHz·kmで測定され、マルチモードファイバーの重要な指標として機能します。ファイバーの伝送容量とその長さの関係は逆比例します。距離が長くなると、帯域幅は減少します。これが、帯域幅が周波数と距離の積として表現される理由です。たとえば、600 MHz·kmの定格のファイバーは、2 kmの距離で300 MHzの帯域幅を提供します。
研究によると、ステップインデックスマルチモードファイバーは、通常、20 MHz·kmに制限された帯域幅長積を提供し、一方、グレーデッドインデックスファイバーは最大2.5 GHz·kmを達成できます。最小限の分散と狭いスペクトル線幅を持つシングルモードファイバーは、効果的に無制限の伝送帯域幅を提供します。
伝送速度の基本：ナイキストとシャノン
マルチモードファイバーのデータ伝送速度は、帯域幅に直接関係しています。ナイキストの定理は、バイナリデータの場合、最大データレートはチャネル帯域幅の2倍になることを確立しています（例：200 MHzチャネルは400 Mbpsをサポート）。シャノンの法則は、最大伝送速度、帯域幅、およびノイズの多いチャネルにおける信号対雑音比の関係をさらに説明しています。
OM分類：比較分析
「OM」指定（光マルチモード）は、ファイバーグレードを示し、各バージョンは異なる帯域幅と距離の機能を備えています。
| タイプ | コア径（μm） | ファイバータイプ | 1Gbイーサネット | 10Gbイーサネット | 40Gbイーサネット | 100Gbイーサネット |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5/125 | マルチモード | 275m | 33m | 未対応 | 未対応 |
| OM2 | 50/125 | マルチモード | 550m | 82m | 未対応 | 未対応 |
| OM3 | 50/125 | レーザー最適化 | 550m | 300m | 100m | 100m |
| OM4 | 50/125 | レーザー最適化 | 550m | 400m | 150m | 150m |
設計とアプリケーションの違い
OM1およびOM2ファイバーは、もともとLED光源用に設計されており、OM3およびOM4は、レーザーダイオード（LD）伝送用に最適化されています。新しい規格は、大幅に改善されたパフォーマンスを提供します。
実際のアプリケーションでは、OM1およびOM2は、最大1Gbイーサネットをサポートするビルディングインフラストラクチャに広く展開されています。OM3およびOM4ケーブルは、通常、10Gb、40Gb、さらには100Gbイーサネット伝送をサポートするデータセンター環境に実装されています。
実装ガイドライン
OM3アプリケーション: このレーザー最適化ファイバーは、4〜48コアのさまざまな構成をサポートしています。主な実装シナリオには、以下が含まれます。
OM4アプリケーション: シングルモードファイバーのコストは低いですが、OM4は手頃な価格の850nm光学系との互換性があるため、以下に経済的に有利です。
OM1からOM4マルチモードファイバーテクノロジーへの進化により、バックボーンケーブル配線およびファイバーツーザデスクトップアプリケーションに最適なパフォーマンスを提供しながら、インフラストラクチャ投資に対するリターンを最大化するソリューションが生まれました。
データ伝送の世界では、光ファイバーケーブルが、高速データフローを可能にする情報ハイウェイとして機能します。しかし、利用可能なファイバーの種類、特に一般的なマルチモードバリアントであるOM1、OM2、OM3、およびOM4は、混乱を招く可能性があります。これらのファイバータイプは何が異なり、特定のニーズに適切なソリューションをどのように選択すればよいのでしょうか？この包括的な分析では、選択プロセスをナビゲートするために、それらの特性と用途を検証します。
マルチモードファイバーの背後にある物理学：モード分散と帯域幅
OM1からOM4ファイバーの違いを理解するには、まずマルチモードファイバーの基本的な特性であるモード分散を調べる必要があります。光がファイバーを通過するとき、ファイバーのコア径が光の波長を大幅に超えているため、複数の伝搬モードが存在します。これらのモードは異なる速度と位相で移動し、光パルスが距離にわたって時間的に広がる原因となります。これは、モード分散またはインターモード分散として知られています。
帯域幅は、MHz·kmで測定され、マルチモードファイバーの重要な指標として機能します。ファイバーの伝送容量とその長さの関係は逆比例します。距離が長くなると、帯域幅は減少します。これが、帯域幅が周波数と距離の積として表現される理由です。たとえば、600 MHz·kmの定格のファイバーは、2 kmの距離で300 MHzの帯域幅を提供します。
研究によると、ステップインデックスマルチモードファイバーは、通常、20 MHz·kmに制限された帯域幅長積を提供し、一方、グレーデッドインデックスファイバーは最大2.5 GHz·kmを達成できます。最小限の分散と狭いスペクトル線幅を持つシングルモードファイバーは、効果的に無制限の伝送帯域幅を提供します。
伝送速度の基本：ナイキストとシャノン
マルチモードファイバーのデータ伝送速度は、帯域幅に直接関係しています。ナイキストの定理は、バイナリデータの場合、最大データレートはチャネル帯域幅の2倍になることを確立しています（例：200 MHzチャネルは400 Mbpsをサポート）。シャノンの法則は、最大伝送速度、帯域幅、およびノイズの多いチャネルにおける信号対雑音比の関係をさらに説明しています。
OM分類：比較分析
「OM」指定（光マルチモード）は、ファイバーグレードを示し、各バージョンは異なる帯域幅と距離の機能を備えています。
| タイプ | コア径（μm） | ファイバータイプ | 1Gbイーサネット | 10Gbイーサネット | 40Gbイーサネット | 100Gbイーサネット |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5/125 | マルチモード | 275m | 33m | 未対応 | 未対応 |
| OM2 | 50/125 | マルチモード | 550m | 82m | 未対応 | 未対応 |
| OM3 | 50/125 | レーザー最適化 | 550m | 300m | 100m | 100m |
| OM4 | 50/125 | レーザー最適化 | 550m | 400m | 150m | 150m |
設計とアプリケーションの違い
OM1およびOM2ファイバーは、もともとLED光源用に設計されており、OM3およびOM4は、レーザーダイオード（LD）伝送用に最適化されています。新しい規格は、大幅に改善されたパフォーマンスを提供します。
実際のアプリケーションでは、OM1およびOM2は、最大1Gbイーサネットをサポートするビルディングインフラストラクチャに広く展開されています。OM3およびOM4ケーブルは、通常、10Gb、40Gb、さらには100Gbイーサネット伝送をサポートするデータセンター環境に実装されています。
実装ガイドライン
OM3アプリケーション: このレーザー最適化ファイバーは、4〜48コアのさまざまな構成をサポートしています。主な実装シナリオには、以下が含まれます。
OM4アプリケーション: シングルモードファイバーのコストは低いですが、OM4は手頃な価格の850nm光学系との互換性があるため、以下に経済的に有利です。
OM1からOM4マルチモードファイバーテクノロジーへの進化により、バックボーンケーブル配線およびファイバーツーザデスクトップアプリケーションに最適なパフォーマンスを提供しながら、インフラストラクチャ投資に対するリターンを最大化するソリューションが生まれました。
