Hướng dẫn về hiệu suất quang sợi đa chế OM1OM5

Trong thời đại thông tin, tốc độ và khoảng cách truyền dữ liệu là những yếu tố cốt lõi trong việc xây dựng các mạng truyền thông hiệu quả. Sợi quang đa mốt (MMF) đóng vai trò là một phương tiện phổ biến cho truyền thông khoảng cách ngắn và được sử dụng rộng rãi trong các tình huống như nội thất tòa nhà và mạng lưới khuôn viên trường học. Bài viết này khám phá sự khác biệt giữa các loại sợi quang đa mốt khác nhau (OM1 đến OM5) về kích thước lõi, băng thông, tốc độ dữ liệu, khoảng cách truyền, mã màu và lựa chọn nguồn sáng, cung cấp cho các kỹ sư mạng và nhà tích hợp hệ thống những hiểu biết giá trị để ra quyết định.

Sợi quang đa mốt có đường kính lõi lớn hơn (thường là 50 hoặc 62,5 micron), cho phép nhiều chế độ ánh sáng lan truyền đồng thời, do đó làm tăng khả năng truyền dữ liệu. Tuy nhiên, khoảng cách truyền của MMF bị giới hạn—ở tốc độ 10 Gbit/s, khoảng cách tối đa là khoảng 550 mét. Ở tốc độ dữ liệu thấp hơn, chẳng hạn như 100 Mb/s, khoảng cách có thể kéo dài đến 2 km.

Theo tiêu chuẩn ISO 11801, sợi quang đa mốt được phân loại thành năm loại: OM1, OM2, OM3, OM4 và OM5. Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét chi tiết các đặc điểm của chúng.

Sợi OM1 thường có lớp vỏ ngoài màu cam và kích thước lõi là 62,5 micron. Mặc dù nó hỗ trợ Ethernet 10 Gigabit, nhưng khoảng cách truyền của nó bị giới hạn ở 33 mét, khiến nó phù hợp hơn cho các ứng dụng Ethernet 100 Megabit. OM1 thường sử dụng nguồn sáng LED.

Sợi OM2 cũng sử dụng lớp vỏ ngoài màu cam và nguồn sáng LED nhưng giảm kích thước lõi xuống còn 50 micron. Nó hỗ trợ Ethernet 10 Gigabit với khoảng cách truyền lên đến 82 mét nhưng thường được triển khai cho các ứng dụng Ethernet 1 Gigabit.

Sợi OM3 có lớp vỏ ngoài màu xanh ngọc lam. Giống như OM2, kích thước lõi của nó là 50 micron, nhưng nó được tối ưu hóa cho thiết bị laser. OM3 hỗ trợ Ethernet 10 Gigabit với khoảng cách truyền lên đến 300 mét. Nó cũng hỗ trợ Ethernet 40 Gigabit và 100 Gigabit, mặc dù khoảng cách bị giới hạn dưới 100 mét. Ứng dụng phổ biến nhất cho OM3 là Ethernet 10 Gigabit.

Sợi OM4 hoàn toàn tương thích ngược với OM3 và có cùng lớp vỏ ngoài màu xanh ngọc lam. Được thiết kế để truyền laser VCSEL, OM4 đạt phạm vi 550 mét ở tốc độ 10 Gbit/s—gần gấp đôi giới hạn 300 mét của OM3. Ngoài ra, OM4 có thể chạy 40/100GB bằng cách sử dụng đầu nối MPO, đạt khoảng cách lên đến 150 mét.

Sợi OM5, còn được gọi là Sợi đa mốt băng rộng (WBMMF), là loại MMF mới nhất và tương thích ngược với OM4. Nó có cùng kích thước lõi 50 micron như OM2, OM3 và OM4 nhưng được phân biệt bằng lớp vỏ ngoài màu xanh vôi. OM5 được thiết kế để hỗ trợ ít nhất bốn kênh WDM, mỗi kênh hoạt động ở tốc độ tối thiểu 28 Gbps trong cửa sổ bước sóng 850–953 nm.

Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa các loại sợi này, chúng ta sẽ so sánh chúng về đường kính lõi, tốc độ dữ liệu, khoảng cách truyền tối đa và mã màu.

• OM1 và OM2: Đường kính lõi lớn hơn (62,5 micron), hỗ trợ nhiều chế độ ánh sáng nhưng hạn chế tốc độ dữ liệu cao hơn trên khoảng cách xa hơn.
• OM3, OM4 và OM5: Đường kính lõi nhỏ hơn (50 micron), cho phép tốc độ dữ liệu cao hơn và khoảng cách truyền mở rộng.

• OM1 và OM2: Thường hỗ trợ tốc độ lên đến 1 Gbit/s, lý tưởng cho các kết nối chậm hơn, khoảng cách ngắn.
• OM3: Hỗ trợ tốc độ lên đến 10 Gbit/s, phù hợp với nhu cầu mạng nhanh hơn.
• OM4: Hỗ trợ 10 Gbit/s, 40 Gbit/s và 100 Gbit/s, được tối ưu hóa cho các ứng dụng dựa trên VCSEL tốc độ cao.
• OM5: Hỗ trợ 10 Gbit/s, 25 Gbit/s và 100 Gbit/s, được thiết kế cho các ứng dụng băng thông cao mới nổi.

• OM1: ~300 mét ở tốc độ 1 Gbit/s.
• OM2: ~550 mét ở tốc độ 1 Gbit/s.
• OM3: 300 mét ở tốc độ 10 Gbit/s.
• OM4: Lên đến 400 mét trên nhiều tốc độ dữ liệu (10/40/100 Gbit/s).
• OM5: 150 mét ở tốc độ 100 Gbit/s.

Sợi OM1 và OM2 thường có màu cam, trong khi OM3 và OM4 sử dụng màu xanh ngọc lam. OM5 được phân biệt bằng lớp vỏ màu xanh vôi.

• Đường kính lõi: Sợi đơn mốt (SMF) có lõi nhỏ hơn (8,3–10 micron), chỉ cho phép một chế độ ánh sáng, trong khi lõi lớn hơn của MMF (50–100 micron) hỗ trợ nhiều chế độ.
• Nguồn sáng: MMF sử dụng đèn LED hoặc laser, trong khi SMF dựa vào điốt laser.
• Khoảng cách: SMF hỗ trợ khoảng cách xa hơn, trong khi MMF tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng tầm ngắn (≤550 mét).
• Băng thông: SMF cung cấp lên đến 100.000 GHz, vượt xa MMF.

Các đầu nối MMF phổ biến bao gồm ST, SC, FC và LC. Dưới đây là so sánh các thuộc tính chính của chúng:

Mặc dù sợi đơn mốt có khả năng băng thông và khoảng cách vượt trội, MMF vẫn là một giải pháp tiết kiệm chi phí cho hầu hết các nhu cầu của doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu, mang lại một số lợi ích chính:

• Khung đa người dùng: Hỗ trợ truyền đồng thời nhiều tín hiệu mà không bị nhiễu.
• Hỗ trợ giao thức: Tương thích với các giao thức Ethernet, Infiniband và Internet.
• Hiệu quả chi phí: Chi phí lắp đặt và bảo trì thấp hơn so với SMF.

• Băng thông và khoảng cách: OM5 cung cấp băng thông cao hơn OM3/OM4, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng thông lượng cao.
• Mất kênh: OM5 giảm suy hao xuống 3,0 dB/km (từ 3,5 dB/km trong OM3/OM4).
• Chi phí: Chi phí cáp OM5 cao hơn ~50% so với OM4.

OM5 tương thích ngược với OM3 và OM4, cho phép nâng cấp mạng liền mạch. Tuy nhiên, đối với khoảng cách vượt quá 500 mét, sợi đơn mốt vẫn là lựa chọn ưu tiên.