Кабели оптические многомодовые 24 волокна

Кабели оптические многомодовые на 24 волокна: конструкция, стандарты и применение

Многомодовый оптический кабель на 24 волокна представляет собой стандартизированное и широко распространенное решение для организации магистральных и горизонтальных сегментов структурированных кабельных систем (СКС) внутри зданий и между ними. Его ключевая задача – передача оптических сигналов на относительно короткие расстояния (до 550-1000 метров в зависимости от типа волокна и скорости) с использованием недорогих трансиверов с излучателями на основе светодиодов (LED) или вертикально-излучающих лазеров (VCSEL). Основное отличие многомодового волокна (MMF) от одномодового (SMF) заключается в большем диаметре сердцевины (50 или 62.5 мкм), что позволяет распространяться множеству мод (лучей света), но вносит модовую дисперсию, ограничивающую дальность и полосу пропускания.

Конструктивные особенности и типы исполнения

Кабель на 24 волокна является сбалансированным по соотношению емкости, габаритов и стоимости. Конструкция определяется условиями прокладки и эксплуатации.

• Тип сердечника:
  • Плотный (Tight Buffer): Каждый оптический модуль (волокно) имеет индивидуальное первичное покрытие диаметром около 900 мкм, поверх которого нанесен слой полимера (буфера). Кабели обладают высокой устойчивостью к изгибам, удобны для разделки и терминирования, предназначены в основном для внутриобъектового применения (внутри зданий, в стоях).
  • Модульный (Loose Tube): Волокна (обычно до 12) свободно размещены в заполненных гидрофобным гелем полимерных трубках. Эта конструкция обеспечивает защиту от механических нагрузок и продольного проникновения влаги, оптимальна для прокладки в кабельной канализации, грунте, по воздуху (с тросом или встроенным силовым элементом).
• Силовые элементы: Для компенсации растягивающих нагрузок используются арамидные нити (кевлар), стеклопластиковые прутки или центральный силовой элемент (ЦСЭ) из стеклопластика/стали.
• Броня: Для защиты от грызунов и механических повреждений в грунте применяется гофрированная стальная лента (CSL) или оплетка из стальных проволок.
• Гидрофобные заполнители: Гель или порошок в модульных конструкциях блокируют миграцию воды вдоль кабеля.
• Оболочка: Материал оболочки выбирается исходя из условий монтажа. Для внутренней прокладки используется поливинилхлорид (PVC), обладающий низкой пожароопасностью (не распространяет горение, с низким дымовыделением – LSZH). Для внешней – полиэтилен (PE), устойчивый к ультрафиолету и перепадам температур.

Типы многомодовых волокон OM1-OM5

Международный стандарт ISO/IEC 11801 и TIA-568 определяют классы многомодовых волокон, критически важные для выбора кабеля на 24 волокна. Различия заключаются в диаметре сердцевины, профиле показателя преломления и, главное, в полосе пропускания.

Класс волокна	Диаметр сердцевины/оболочки, мкм	Цвет оболочки (стандарт)	Максимальная полоса пропускания (на 850 нм / 1300 нм), МГц*км	Типичное применение в СКС
OM1	62.5/125	Оранжевый	200 / 500	Устаревшие системы, сети 100BASE-FX, короткие линии 1G.
OM2	50/125	Оранжевый	500 / 500	Короткие магистрали 1G Ethernet.
OM3 (лазер-оптимизированное)	50/125	Голубой (Aqua)	1500 / 500	Магистрали 10G Ethernet на дистанции до 300 м.
OM4 (лазер-оптимизированное)	50/125	Голубой (Aqua) или фиолетовый*	3500 / 500	Магистрали 10/40/100G Ethernet на дистанции до 400-150 м.
OM5 (широкополосное)	50/125	Лаймовый (Lime Green)	3500 / 500 (и поддержка коротковолнового деления, SWDM)	Высокоплотные ЦОД, 40/100G с использованием SWDM-технологий.

*Фиолетовый цвет иногда используется для OM4 в магистралях, обслуживающих беспроводные сети (например, распределение сигналов 5G).

Ключевые области применения

• Горизонтальная и магистральная разводка в зданиях: Соединение этажных и аппаратных кроссов. Кабель на 24 волокна обеспечивает достаточный запас для подключения множества рабочих станций, точек доступа Wi-Fi и IP-камер.
• Центры обработки данных (ЦОД): Организация соединений между серверными стойками, коммутаторами агрегации и ядра. Используются преимущественно волокна OM3/OM4/OM5 для скоростей 10/25/40/100/200 Gigabit Ethernet.
• Системы видеонаблюдения: Передача цифрового видео высокого разрешения по IP-протоколу на расстояния, превышающие возможности медных кабелей.
• Промышленные сети: Связь между контроллерами, серверами SCADA в условиях повышенных электромагнитных помех.
• Внутриобъектовые магистрали кампусов: Соединение близко расположенных зданий (до 550 м на 10G с OM4).

Методы сварки и терминирования

Для организации неразъемных соединений 24-волоконного кабеля используется сварка. Современные сварочные аппараты позволяют сваривать до 12 волокон одновременно в групповом режиме, что значительно ускоряет работу. Последовательность операций: зачистка модуля, очистка волокна, скалывание, совмещение и нагрев. Сварные соединения защищаются термоусадочными гильзами или муфтами.

Для создания разъемных соединений применяется терминирование волокон оптическими коннекторами. Наиболее распространенные типы:

• LC: Малый форм-фактор, двойной, наиболее популярен для высокоплотных патч-панелей в ЦОД.
• SC: Квадратный корпус, с защелкой, широко используется в телекоммуникационных кроссах.
• MTP/MPO: Многополосный коннектор на 12, 16 или 24 волокна. Критически важен для высокоскоростных приложений (40/100/400G), так как позволяет подключить все 24 волокна одним разъемом, сокращая время монтажа.

Терминирование может выполняться механическим (быстрым) или эпоксидным (более надежным) способом с последующей полировкой феррула.

Тестирование и сертификация линии

После монтажа кабельной линии на 24 волокна обязательным этапом является тестирование. Основные измеряемые параметры:

• Затухание (Insertion Loss, IL): Суммарные потери в линии, измеряемые в дБ с помощью рефлектометра (OTDR) или источника света и измерителя мощности (LSPM). Должно быть ниже предельного значения, указанного в стандартах (например, для OM4 на 850 нм – не более 3.5 дБ/км).
• Обратное отражение (Optical Return Loss, ORL): Уровень отраженного сигнала от неоднородностей и разъемов.
• Длина: Измеряется рефлектометром, позволяет точно определить дистанцию до места возможного обрыва или плохого соединения.

Результаты измерений по каждому из 24 волокон заносятся в протокол испытаний (Test Report).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель OM3 от OM4 на 24 волокна, и какой выбрать для ЦОД?

Основное отличие – в полосе пропускания на 850 нм: 1500 МГцкм у OM3 против 3500 МГцкм у OM4. Это позволяет OM4 обеспечивать большую дальность передачи на высоких скоростях. Например, для 10G Ethernet максимальная дистанция для OM3 – 300 м, для OM4 – 400 м. Для 40/100G Ethernet (с использованием MTP) дистанции также различаются. Для нового ЦОД, планируемого под 40/100G и выше, рекомендуется OM4 или OM5. OM3 может быть экономически оправдан для 10G на коротких дистанциях или для апгрейда существующих систем.

Можно ли смешивать волокна разных классов (например, OM3 и OM4) в одной линии?

Физически соединить их возможно, но делать это категорически не рекомендуется. Параметры линии (прежде всего, полоса пропускания и затухание) будут определяться наихудшим волокном в цепочке. Таким образом, соединение OM4 с OM3 приведет к тому, что весь участок будет работать как OM3, теряя преимущества более высокого класса. Все волокна в одном канале должны быть одного типа.

Каковы преимущества кабеля с коннекторами MTP/MPO на 24 волокна?

Главное преимущество – скорость и плотность монтажа. Одна операция подключения MTP активирует сразу 12 или 24 волокна, что в разы быстрее, чем подключение отдельных дуплексных LC-коннекторов. Это сокращает человеко-часы и минимизирует риск ошибок. Кроме того, MTP – обязательный компонент для реализации параллельной оптики (Parallel Optics) в стандартах 40GBASE-SR4 и 100GBASE-SR4, где передача данных осуществляется по 4 или 10 волокнам одновременно.

Как правильно выбрать тип оболочки для внутренней прокладки?

Для внутренней прокладки (в лотках, стояках, фальшполах) необходимо использовать кабели с оболочкой, соответствующей требованиям пожарной безопасности. Кабель должен иметь маркировку о нераспространении горения и низком дымовыделении (LSZH – Low Smoke Zero Halogen). При возгорании такой кабель не выделяет коррозионных галогеновых газов и большого количества дыма, что критически важно для эвакуации людей и сохранности электронного оборудования. Кабели с оболочкой из обычного полиэтилена (PE) для внутренней прокладки запрещены.

Каковы типичные причины повышенного затухания в многомодовой линии?

• Некачественная сварка или обжим коннекторов: Смещение сердцевин, наличие воздушного зазора, загрязнение феррула.
• Чрезмерные изгибы кабеля: Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 10 внешних диаметров кабеля, при эксплуатации – не менее 5.
• Механические напряжения: Натяжение кабеля при монтаже.
• Загрязнение коннекторов: Пыль, жир на торце феррула – самая распространенная причина. Требуется регулярная очистка специальными средствами.
• Несоответствие типа волокна: Попытка использовать волокно 62.5/125 (OM1) на скоростях, для которых оно не предназначено.

Есть ли будущее у многомодовых волокон с развитием одномодовых технологий?

Да, нишевое, но устойчивое. Многомодовые решения сохраняют экономическое преимущество на коротких дистанциях (до 500 м) благодаря значительно более дешевым активным компонентам (трансиверам VCSEL). Стоимость оконечного оборудования для многомодового 10/25/40G Ethernet ниже, чем для одномодового. В рамках ЦОД и зданий, где расстояния невелики, многомодовые системы, особенно на базе OM4 и OM5, остаются оптимальным выбором по критерию «стоимость/производительность». Для магистралей дальностью более 1 км и городских сетей безусловно доминирует одномодовое волокно.