Кабели многомодовые

Многомодовый оптический кабель — это тип волоконно-оптического кабеля, в котором одновременно распространяется несколько световых мод (путей). Благодаря большому диаметру сердцевины он широко используется в локальных сетях и системах передачи данных на короткие расстояния.

1. Принцип работы и физические основы

1.1. Что такое моды?

В оптическом волокне мода — это отдельный путь распространения светового луча. В многомодовом волокне диаметр сердцевины (50 или 62.5 мкм) позволяет одновременно существовать множеству мод.

1.2. Межмодовая дисперсия

Ключевое ограничение многомодовых волокон — межмодовая дисперсия. Разные моды проходят разные расстояния, достигая конца волокна в разное время. Это приводит к:

• Расширению оптического импульса
• Ограничению полосы пропускания
• Ограничению максимальной длины линии

2. Типы многомодовых волокон

2.1. По материалу сердцевины

• Стеклянные — стандартное решение
• Пластиковые — для очень коротких расстояний (до 100 м)

2.2. По градиенту показателя преломления

Ступенчатый профиль (Step-Index):

• Редко используется сегодня
• Высокая межмодовая дисперсия
• Ограниченная полоса пропускания

Градиентный профиль (Graded-Index):

• Современный стандарт
• Плавное изменение показателя преломления от центра к краям
• Моды распространяются по искривленным траекториям
• Значительно снижена межмодовая дисперсия

3. Стандарты и категории многомодовых волокон

3.1. OM1 (Optical Multimode 1)

• Диаметр сердцевины: 62.5/125 мкм
• Полоса пропускания: 200 МГц·км
• Типичное применение: Ethernet 100BASE-FX
• Цвет оболочки: Оранжевый

3.2. OM2

• Диаметр сердцевины: 50/125 мкм
• Полоса пропускания: 500 МГц·км
• Типичное применение: Gigabit Ethernet
• Цвет оболочки: Оранжевый

3.3. OM3

• Диаметр сердцевины: 50/125 мкм
• Полоса пропускания: 2000 МГц·км
• Оптимизировано для вертикально-излучающих лазеров (VCSEL)
• Типичное применение: 10 Gigabit Ethernet
• Цвет оболочки: Голубой

3.4. OM4

• Диаметр сердцевины: 50/125 мкм
• Полоса пропускания: 4700 МГц·км
• Улучшенная версия OM3
• Типичное применение: 40/100 Gigabit Ethernet
• Цвет оболочки: Голубой

3.5. OM5

• Диаметр сердцевины: 50/125 мкм
• Поддержка коротковолнового волнового мультиплексирования (SWDM)
• Работа в диапазоне 850-950 нм
• Типичное применение: 100/400 Gigabit Ethernet
• Цвет оболочки: Лимонный

4. Конструкция кабеля

4.1. Волокно

• Сердцевина: 50 или 62.5 мкм
• Оболочка: 125 мкм
• Буферное покрытие: 250 или 900 мкм

4.2. Типы буферного покрытия

• Плотный буфер — для суровых условий
• Свободный буфер — для внутренней прокладки

4.3. Силовые элементы

• Арамидные нити (кевлар)
• Стеклопластиковые прутки
• Стальные тросы — для подвесных кабелей

4.4. Внешняя оболочка

• Поливинилхлорид (PVC) — для помещений
• Полиэтилен (PE) — для наружной прокладки
• Low Smoke Zero Halogen (LSZH) — для помещений с людьми

5. Сравнительная таблица характеристик

Параметр	OM1	OM2	OM3	OM4	OM5
Диаметр сердцевины, мкм	62.5	50	50	50	50
Полоса пропускания, МГц·км	200	500	2000	4700	4700+
10GbE расстояние, м	33	82	300	550	550
40/100GbE расстояние, м	—	—	100	150	150
Типичный источник	LED	LED	VCSEL	VCSEL	VCSEL

6. Области применения

6.1. Локальные вычислительные сети (LAN)

• Соединение между этажами и зданиями
• Магистральные линии в кампусных сетях
• Горизонтальная разводка

6.2. Центры обработки данных

• Соединение серверных стоек
• Системы хранения данных (SAN)
• Сети между коммутаторами

6.3. Промышленные сети

• PROFIBUS
• EtherNet/IP
• Прочие промышленные протоколы

6.4. Системы видеонаблюдения

• Передача видео высокого разрешения
• Длинные линии между камерами и регистраторами

7. Преимущества и ограничения

7.1. Преимущества

• Более низкая стоимость трансиверов
• Простота монтажа и соединения
• Совместимость с LED-источниками
• Достаточная производительность для коротких дистанций

7.2. Ограничения

• Ограниченная дальность передачи
• Межмодовая дисперсия
• Меньшая пропускная способность по сравнению с одномодовыми

8. Монтаж и соединение

8.1. Типы соединений

• Сварка — минимальные потери
• Механические соединители — быстрое подключение
• Разъемные соединения — для активного оборудования

8.2. Типы коннекторов

• LC — компактный, популярный
• SC — стандартный, надежный
• ST — байонетное соединение
• MTP/MPO — для многожильных соединений

9. Тестирование и сертификация

9.1. Основные параметры тестирования

• Затухание (оптические потери)
• Длина волокна
• Полоса пропускания
• ORL (обратные потери)

9.2. Оборудование для тестирования

• Оптические тестеры
• Рефлектометры (OTDR)
• Анализаторы полосы пропускания

10. Будущее развитие

10.1. Увеличение пропускной способности

• Новые профили показателя преломления
• Улучшенные материалы
• Оптимизация для конкретных приложений

10.2. Мультиплексирование

• SWDM (коротковолновое)
• Бидирекциональная передача
• Пространственное мультиплексирование

Заключение

Многомодовые оптические кабели остаются оптимальным решением для:

• Коротких дистанций (до 550 м)
• Локальных сетей и центров обработки данных
• Бюджетных проектов с требованием высокой скорости

При выборе между OM3, OM4 и OM5 следует учитывать:

• Требуемую пропускную способность
• Длину линий
• Планы по модернизации сети
• Общую стоимость владения

Правильно спроектированная многомодовая система обеспечивает:

• Высокую надежность
• Легкость масштабирования
• Экономическую эффективность
• Соответствие современным стандартам