Кабели 50/125

Оптический кабель 50/125 — это стандартный многомодовый оптоволоконный кабель, широко используемый для построения высокоскоростных сетей передачи данных на короткие и средние расстояния. Его название напрямую указывает на ключевые геометрические параметры: диаметр сердцевины — 50 микрометров (мкм), диаметр оболочки — 125 мкм.

1. Конструкция и физические принципы

1.1. Основные параметры

• Сердцевина (Core): 50 мкм. Изготовлена из сверхпрозрачного стекла (диоксида кремния), легированного германием для повышения показателя преломления. Это путь, по которому распространяется световой сигнал.
• Оболочка (Cladding): 125 мкм. Окружает сердцевину и выполнена из стекла с более низким показателем преломления. Благодаря этому световые лучи, падающие на границу раздела сердцевины и оболочки под определенным углом, полностью отражаются обратно в сердцевину (эффект полного внутреннего отражения).
• Буферное покрытие (Coating): Защитный слой из пластика (обычно акрилата) толщиной 250 мкм, наносимый непосредственно на оболочку. Предохраняет хрупкое стекловолокно от механических повреждений и влаги.

1.2. Принцип многомодового распространения

В отличие от одномодового волокна (диаметр сердцевины 9 мкм), где распространяется только одна мода (один путь света), в волокне 50/125 могут одновременно существовать несколько сотен мод (путей распространения света). Это основная причина, ограничивающая его полосу пропускания и дальность связи.

2. Ключевые характеристики: Пропускная способность и затухание

Производительность кабеля 50/125 определяется двумя критически важными параметрами.

2.1. Полоса пропускания (Bandwidth)

Измеряется в МГц·км. Показывает, какой объем информации может быть передан на определенное расстояние. Чем выше значение, тем лучше.

• OM2: Полоса пропускания — 500 МГц·км на длине волны 850 нм.
• OM3: Полоса пропускания — 1500 МГц·км на длине волны 850 нм.
• OM4: Полоса пропускания — 3500 МГц·км на длине волны 850 нм.
• OM5: Полоса пропускания — 3500 МГц·км на длине волны 850 нм, но оптимизировано для работы в широком волновом диапазоне (WDM).

2.2. Затухание (Attenuation)

Измеряется в децибелах на километр (дБ/км). Показывает, насколько ослабевает оптический сигнал при прохождении по волокну. Чем ниже значение, тем лучше.

• На 850 нм: 2.5 — 3.5 дБ/км
• На 1300 нм: 0.6 — 0.8 дБ/км

3. Классификация по стандартам (OM2, OM3, OM4, OM5)

Классификация по ISO/IEC 11801 определяет возможности волокна.

Параметр	OM2	OM3	OM4	OM5
Диаметр сердцевины/оболочки	50/125 мкм	50/125 мкм	50/125 мкм	50/125 мкм
Полоса пропускания (850 нм)	500 МГц·км	1500 МГц·км	3500 МГц·км	3500 МГц·км
Полоса пропускания (1300 нм)	500 МГц·км	500 МГц·км	500 МГц·км	1500 МГц·км (минимум)
Тип волокна	Стандартное	Оптимизированное (Laser-Optimized)	Оптимизированное (Laser-Optimized)	Широкополосное (WB-MMF)
Цвет буфера/оболочки	Оранжевый	Бирюзовый (Aqua)	Фиолетовый (Violet)	Лаймовый (Lime Green)
Макс. расстояние для 10 Гбит/с	~150 м	300 м	550 м	550 м (для SWDM)

Эволюция стандартов:

• OM2: Базовое волокно для приложений до 1 Гбит/с.
• OM3/OM4: Лазер-оптимизированные волокна. Используют градиентный профиль показателя преломления и специальные легирующие добавки для минимизации модовой дисперсии. Это позволило эффективно использовать с ними VCSEL-лазеры (вертикально-излучающие лазеры), что открыло путь к скоростям 10, 40 и 100 Гбит/с.
• OM5: Наследник OM4. Специально разработано для технологии коротковолнового волнового мультиплексирования (SWDM), которая позволяет передавать несколько сигналов на разных длинах волн (например, 850, 880, 910, 940 нм) по одному волокну. Это увеличивает пропускную способность без прокладки дополнительных волокон.

4. Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами

4.1. 50/125 vs. 62.5/125 (OM1)

• Преимущества 50/125:
  • Бóльшая полоса пропускания: Лучше подходит для высокоскоростных приложений (1/10/40/100 Гбит/с).
  • Меньшая модовая дисперсия: Меньший диаметр сердцевины означает меньшее количество мод и, как следствие, меньшее «расплывание» импульса.
  • Большая дальность связи на высоких скоростях.
• Исторический контекст: 62.5/125 был популярен в эпоху LED-передатчиков. Сегодня 50/125 является де-факто стандартом для новых проектов.

4.2. 50/125 (Многомодовый) vs. 9/125 (Одномодовый)

• Преимущества 50/125:
  • Стоимость: Многомодовые трансиверы (SFP, SFP+) значительно дешевле одномодовых.
  • Простота монтажа и подключения: Большая сердцевина упрощает соединение волокон (сварку, использование коннекторов) и снижает требования к точности.
  • Энергоэффективность: VCSEL-лазеры, используемые с многомодовыми волокнами, потребляют меньше энергии.
• Недостатки 50/125:
  • Ограниченная дальность: Из-за модовой дисперсии эффективная дальность составляет сотни метров, против десятков километров у одномодового.
  • Ограниченная пропускная способность: В долгосрочной перспективе одномодовое волокно имеет неограниченный потенциал для апгрейда.

5. Области применения

Кабели 50/125 — идеальное решение для:

1. Центры обработки данных (ЦОД): Соединение между серверами, коммутаторами и системами хранения данных в рамках одного или соседних зданий.
2. Структурированные кабельные системы (СКС) зданий: Магистрали между этажами и кроссовыми, горизонтальная разводка.
3. Локальные вычислительные сети (LAN): Соединение между корпусами на территории кампуса.
4. Системы видеонаблюдения и трансляции: Для передачи видео высокого разрешения на короткие расстояния.

6. Особенности монтажа и эксплуатации

1. Сварка и соединение: Требуется высокая квалификация, но допуски для 50/125 мкм менее строгие, чем для одномодового 9/125 мкм.
2. Коннекторы: Наиболее распространены LC (компактный дуплекс) и MPO/MTP (многожильный, для 40/100 Гбит/с).
3. Изгибы: Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба (обычно 15-20 мм для патч-кордов), чтобы избежать потерь сигнала.
4. Чистка: Обязательная очистка феррулов коннекторов перед подключением. Загрязнения — основная причина проблем в ВОЛС.

Заключение

Многомодовый оптический кабель 50/125, особенно в исполнении OM4, остается золотым стандартом для построения высокоскоростных и экономически эффективных сетей в пределах зданий и кампусов. Его оптимальное соотношение цены, производительности и простоты монтажа делает его бесспорным лидером для приложений со скоростью до 100 Гбит/с на дистанциях до 150-550 метров.

Выбор между OM3, OM4 и OM5 зависит от горизонта планирования и требований к пропускной способности. Для новых проектов рекомендуется закладывать OM4 как сбалансированный вариант или OM5, если планируется использование технологий типа SWDM для будущего апгрейда. Для более длинных дистанций или магистральных сетей всегда следует рассматривать одномодовое волокно.