Sợi đa mode OM3 Vs OM4: Cái nào thực sự phù hợp với mạng của bạn?

OM3 và OM4 đều là các sợi đa chế độ được tối ưu hóa cho laser-50/125µm. OM4 cung cấp băng thông phương thức cao hơn (4700 MHz·km so với 2000 MHz·km) và phạm vi tiếp cận dài hơn. Nếu 10GbE của bạn chạy dưới 300 mét, OM3 sẽ hoạt động tốt. Lập kế hoạch liên kết 40G hoặc 100G trải dài hơn 100 mét? OM4 xứng đáng với mức phí bảo hiểm khiêm tốn.

Khung quyết định thực sự

Trước khi đi sâu vào thông số kỹ thuật, đây là logic mà chúng tôi hướng dẫn khách hàng khi họ hỏi "OM3 hay OM4?"

• 10GbE, chạy dưới 300m, vấn đề ngân sách:OM3. Không có sự khác biệt về hiệu suất ở tốc độ và khoảng cách này.
• 10GbE, chạy trong khoảng 300-550m:OM4. Đây là cấp tốc độ duy nhất mà phạm vi tiếp cận mở rộng của OM4 thực sự quan trọng đối với 10G.
• 40GbE hoặc 100GbE, chạy dưới 100m:Hoặc hoạt động. OM3 tiết kiệm chi phí; OM4 thêm lợi nhuận.
• 40GbE hoặc 100GbE, chạy 100-150m:OM4. OM3 sẽ không đáng tin cậy.
• Bất kỳ ứng dụng đa chế độ nào trên 500m:Đừng so sánh OM3 và OM4 nữa. Bạn cần sợi quang-chế độ đơn.

Điều đó có lẽ bao gồm 90% các quyết định. Phần còn lại của bài viết này giải thích tại sao những giới hạn này tồn tại và các trường hợp đặc biệt trở nên phức tạp ở đâu.

Điều gì thực sự khác biệt giữa OM3 và OM4

Cả hai sợi đều có chung lõi 50µm, cùng lớp bọc 125µm, cùng lớp áo nước (thông thường) và khả năng tương thích đầu nối giống nhau. Chúng được sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 11801 và được tối ưu hóa cho laser VCSEL 850nm. Nhìn từ bên ngoài, chúng giống hệt nhau.

Sự khác biệt nằm ở bên trong: độ dốc chiết suất được kiểm soát chặt chẽ như thế nào trong quá trình sản xuất. Dung sai chặt chẽ hơn của OM4 làm giảm sự phân tán phương thức-sự chênh lệch thời gian giữa các đường ánh sáng khác nhau truyền qua sợi quang. Độ phân tán ít hơn có nghĩa là băng thông phương thức hiệu quả (EMB) cao hơn: 4700 MHz·km đối với OM4 so với 2000 MHz·km đối với OM3.

Số băng thông đó chuyển trực tiếp thành khoảng cách được hỗ trợ ở tốc độ nhất định. Băng thông cao hơn=phạm vi tiếp cận dài hơn trước khi chất lượng tín hiệu suy giảm.

Giới hạn khoảng cách theo tốc độ: Những con số quan trọng

Đây là nơi mà hầu hết các bài viết trở nên cẩu thả. Họ sẽ nói với bạn "OM3 đạt 100m ở mức 100G, OM4 đạt 150m" và để nó ở đó. Nhưng 100 Gigabit Ethernet không phải là một thứ-mà là nhiều tiêu chuẩn lớp vật lý với các yêu cầu về sợi quang khác nhau.

Ethernet 1 Gigabit và 10 Gigabit

Ở 1GbE (1000BASE-SX), cả OM3 và OM4 đều đạt tới 1000 mét. Không có sự khác biệt có ý nghĩa.

Ở 10GbE (10GBASE-SR), khoảng cách ngày càng mở ra:

• OM3: 300 mét
• OM4: 400 mét (thông số kỹ thuật tiêu chuẩn), lên tới 550 mét với-sợi chất lượng cao và kết nối sạch

Hầu hết các hoạt động 10GbE dành cho doanh nghiệp đều nằm ở độ sâu dưới 300 mét, vì vậy OM3 xử lý chúng mà không gặp vấn đề gì. Vùng 300-400m là nơi OM4 thực sự giữ được tốc độ này.

Ethernet 40 Gigabit (40GBASE-SR4)

40GbE sử dụng quang học song song: bốn làn 10G được truyền qua bốn sợi quang theo mỗi hướng, yêu cầu 8 sợi quangKết nối MTP/MPO.

• OM3: 100 mét
• OM4: 150 mét
•  

100 Gigabit Ethernet: Hai loài động vật khác nhau

Đây là nơi xảy ra sự nhầm lẫn. "Đa chế độ 100G" có thể có hai nghĩa rất khác nhau:

100GBASE-SR4sử dụng bốn làn với tốc độ 25Gbps mỗi làn, yêu cầu đầu nối MPO 8{3}}sợi quang (cùng giao diện vật lý với 40GBASE-SR4). Giới hạn khoảng cách:

• OM3: 70 mét
• OM4: 100 mét

100GBASE-SR10sử dụng mười làn với tốc độ 10Gbps mỗi làn, yêu cầu đầu nối MPO 24 sợi. Giới hạn khoảng cách:

• OM3: 100 mét
• OM4: 150 mét

SR4 phổ biến hơn nhiều trong các triển khai hiện tại vì nó sử dụng ít sợi quang hơn và phù hợp với các hệ số dạng thu phát QSFP28. SR10 tồn tại nhưng được áp dụng hạn chế. Khi ai đó nói "100G trên nhiều chế độ", họ hầu như luôn có nghĩa là SR4 - nghĩa là OM3 đạt tối đa 70 mét chứ không phải 100.

Chúng tôi đã thấy khách hàng chỉ định OM3 cho các liên kết 100G giả sử phạm vi tiếp cận là 100-m, sau đó phát hiện ra rằng đường chạy 85 m của họ sẽ không được chứng nhận. Nếu bạn đang triển khai 100GBASE-SR4, hãy coi 70 mét là trần OM3 và lập kế hoạch phù hợp.

Sai lầm chúng ta thấy thường xuyên nhất

Khách hàng lo lắng về OM3 và OM4 trong khi vấn đề thực sự lại hoàn toàn khác.

Theo kinh nghiệm của chúng tôi, loại cáp quang hiếm khi gây ra vấn đề khi triển khai. Điều gì gây ra vấn đề:

• Phân cực MPO không khớp.Phương pháp A, B hoặc C? Phân cực sai sẽ giết chết liên kết bất kể loại sợi.
• Đầu nối bẩn.Một hạt bụi trên ống nối MPO gây tổn thất nhiều hơn sự khác biệt giữa thông số suy giảm OM3 và OM4.
• Trộn các loại sợi vô tình.Ai đó nối dây OM3 vào đường trục OM4, hoặc tệ hơn là kết nối sợi quang 50µm với cơ sở hạ tầng OM1 62,5µm cũ. Sự không phù hợp của lõi (không phải cấp độ) gây ra tổn thất 3-4 dB.
• Tốc độ thu phát/sợi quang không khớp.Cắm bộ thu phát chỉ 10G-vào một liên kết được thiết kế cho cáp quang song song 40G, sau đó tự hỏi tại sao nó không hoạt động.

Nếu bạn đang xây dựng một bản dựng mới, hãy chọn một loại sợi và chuẩn hóa. OM4 có giá cao hơn một chút nhưng loại bỏ mọi lo lắng về khoảng cách khi nâng cấp 40G/100G. Nếu bạn đang thêm vào cơ sở hạ tầng OM3 hiện có, hãy tiếp tục sử dụng OM3 trừ khi bạn chắc chắn rằng việc kết hợp phạm vi tiếp cận bổ sung sẽ làm suy giảm toàn bộ đường dẫn đến hiệu suất OM3.

Khi nào nên bỏ qua hoàn toàn đa chế độ

Đây là lời khuyên mà chúng tôi đưa ra có vẻ phản trực giác đối với nhà cung cấp sợi: đôi khi câu trả lời không phải là OM3 hay OM4. Đó là chế độ-đơn.

Sợi đa mode tồn tại vì nó rẻ hơn khi kết thúc và trước đây yêu cầu các bộ thu phát ít tốn kém hơn. Tuy nhiên, khoảng cách chi phí đó đã thu hẹp các mô-đun SFP+ chế độ đơn{1}}G{2}}hiện chỉ đắt hơn một chút so với các mô-đun tương đương đa chế độ. Và chế độ đơn-mang đến cho bạn:

• Khoảng cách được đo bằng km, không phải mét
• Lộ trình nâng cấp rõ ràng lên 25G, 40G, 100G, 400G mà không bị giới hạn về khoảng cách
• Không có chế độ nhầm lẫn OM3/OM4/OM5-OS2 đơn-chỉ hoạt động

Nếu chiều dài tòa nhà-đến-tòa nhà của bạn vượt quá 300 mét hoặc nếu bạn đang lắp đặt đường trục mới trong khuôn viên trường cần tồn tại 15+ năm thì chế độ đơn-thường có ý nghĩa hơn là cố gắng mở rộng đa chế độ đến giới hạn của nó. Chi phí thu phát cao hơn một chút giúp bạn có được sự linh hoạt mà đa chế độ không thể sánh được.

Điều đó cho thấy, đối với các kết nối-cột sống của trung tâm dữ liệu, các liên kết chuyển đổi-đến{2}}máy chủ và hầu hết các hoạt động-nội bộ tòa nhà, đa chế độ vẫn-hiệu quả về mặt chi phí và thiết thực. Chỉ cần đừng ép nó ở nơi nó không phù hợp.

Suy giảm: Mối quan tâm thứ yếu

Sợi OM3 chỉ định mức suy giảm tối đa 3,5 dB/km ở 850nm. OM4 cải thiện điều này lên 3,0 dB/km. Sự chênh lệch 0,5 dB/km nghe có vẻ có ý nghĩa nhưng ở khoảng cách đa chế độ thông thường (dưới 300 mét), nó có nghĩa là nhỏ hơn một phần decibel-so với biến thể mà bạn sẽ thấy giữa các lần kết nối đầu nối.

Sự suy giảm quan trọng hơn đối với việc tính toán ngân sách liên kết trong các cài đặt cận biên. Nếu bạn đang đẩy OM3 đến gần giới hạn 300-mét ở 10GbE bằng nhiều điểm vá lỗi thì mỗi phần của dB đều có giá trị. Nhưng đối với hầu hết các triển khai tiêu chuẩn, sự khác biệt về băng thông/khoảng cách giữa OM3 và OM4 có liên quan đến quyết định hơn là độ suy giảm.

Xác định sợi quang trong cài đặt hiện có

Phiên bản nhanh: OM3 và OM4 đều sử dụng áo khoác thủy theo truyền thống. Một số nhà sản xuất hiện sử dụng "Erika Violet" (màu tím-đỏ tươi) dành riêng cho OM4, nhưng việc áp dụng không nhất quán-đặc biệt là ở Bắc Mỹ, nơi nhiều OM4 vẫn được vận chuyển dưới dạng nước.

Nếu bạn cần xác định cáp không có nhãn: kiểm tra các dấu hiệu được in trên áo khoác (nhà sản xuất in loại sợi đều đặn) hoặc kéo tài liệu. Chỉ riêng màu sắc trực quan là không đáng tin cậy trừ khi bạn biết trình cài đặt tuân theo quy ước màu tím.

Còn OM5 thì sao?

OM5 (sợi quang đa mode băng rộng) hỗ trợ ghép kênh phân chia bước sóng ngắn trên 850-953nm. Nó cho phép băng thông tổng hợp cao hơn bằng cách chạy nhiều bước sóng trên cùng một cặp sợi quang - hữu ích cho các ứng dụng 100G và 400G sử dụng quang học SWDM.

Đối với hầu hết các triển khai hiện tại, OM5 là quá mức cần thiết. Nó tương thích ngược với OM3/OM4 ở 850nm tiêu chuẩn nên nó hoạt động như một lựa chọn kiểm chứng-trong tương lai nếu việc sử dụng SWDM ngày càng phát triển. Nhưng ngày nay, quyết định thực tế vẫn là OM3 vs OM4. Chúng tôi không đẩy OM5 trừ khi khách hàng có yêu cầu SWDM cụ thể.

Chi phí thực tế

OM4 có giá cao hơn OM3 nhưng khoảng cách không đáng kể đối với dây vá và cụm lắp ráp ngắn-đôi khi chỉ chênh lệch vài phần trăm. Mức phí bảo hiểm càng đáng chú ý đối với cáp trục dài và-đơn đặt hàng số lượng lớn.

Khi việc tính toán chi phí trở nên thú vị: nếu phạm vi tiếp cận mở rộng của OM4 loại bỏ nhu cầu về khung phân phối trung gian hoặc cho phép hợp nhất hai phòng thiết bị thành một, thì phí bảo hiểm cáp sẽ tự trả lên gấp nhiều lần. Ngược lại, nếu tất cả các lần chạy của bạn đều vừa vặn thoải mái trong giới hạn OM3 thì việc trả thêm tiền cho khả năng không sử dụng sẽ không có ý nghĩa gì.

Chúng tôi thường khuyến nghị: xây dựng trung tâm dữ liệu mới tiêu chuẩn hóa trên OM4; cơ sở hạ tầng OM3 hiện tại vẫn là OM3 trừ khi một liên kết cụ thể cần phạm vi tiếp cận lâu hơn; các dự án có ngân sách-bị giới hạn với thời gian chạy dưới 100 triệu có thể chọn OM3 một cách an toàn.

Các kịch bản dự án thực tế mà chúng tôi đã thực hiện

Một vài ví dụ từ các cuộc trò chuyện thực tế của khách hàng minh họa cách điều này diễn ra:

Kịch bản 1: Nâng cấp mạng kho.Một công ty hậu cần cần kết nối các thiết bị chuyển mạch 10GbE mới trên toàn bộ trung tâm phân phối rộng 180.000 mét vuông. Quãng đường dài nhất: 140m Nhà thầu của họ đã trích dẫn OM4 "để kiểm chứng-trong tương lai." Quan điểm của chúng tôi: OM3 xử lý 10GbE một cách thoải mái ở khoảng cách 300 mét. Trừ khi họ có kế hoạch 40G/100G trong 5 năm tới (không phải vậy), OM4 sẽ tăng thêm chi phí mà không mang lại lợi ích gì. Họ đã sử dụng OM3 và tiết kiệm được 12% chi phí đi dây.

Kịch bản 2: Khung lá-của trung tâm dữ liệu.Một nhà cung cấp dịch vụ colocation đang xây dựng các nhóm mới với 100GBASE-SR4 giữa các công tắc cột sống và chuyển mạch lá. Chạy trung bình: 65 mét, dài nhất: 95 mét. Ban đầu, họ chỉ định OM3 với giả định giới hạn "100 mét" mà họ đã thấy trong nhiều bài báo khác nhau. Sự cố: 100GBASE-SR4 trên OM3 đạt tối đa 70 mét. Cuộc chạy 95 mét của họ sẽ không được chứng nhận. Đã chuyển sang OM4 (giới hạn 100 mét cho SR4), vấn đề đã được giải quyết.

Kịch bản 3: Thay thế đường trục của trường.Một trường đại học thay thế cơ sở hạ tầng OM1 cũ kỹ giữa các tòa nhà. Một số lần chạy vượt quá 400 mét. Họ hỏi về OM4 để tối đa hóa khoảng cách đa chế độ. Lời khuyên của chúng tôi: ở độ cao 400+ mét, bạn đang chiến đấu với vật lý đa chế độ. Cáp quang OS2 chế độ đơn có chi phí cao hơn một chút đối với bộ thu phát nhưng mang lại cho chúng phạm vi{10}}km và lộ trình nâng cấp 20{13}}năm. Họ chuyển sang chế độ-đơn cho các liên kết-xây dựng liên kết, giữ nhiều chế độ để phân phối nội bộ tòa nhà.

Những ví dụ này có chung một điểm chung: câu trả lời đúng phụ thuộc vào yêu cầu khoảng cách thực tế và tiến trình nâng cấp thực tế, chứ không phải kịch bản "nếu như" về mặt lý thuyết.

Ghi chú kết nối và chấm dứt

Cả OM3 và OM4 đều sử dụng phần cứng kết thúc giống hệt nhau.Đầu nối LCthống trị các cài đặt hiện đại cho kết nối song công;Đầu nối MTP/MPOxử lý quang học song song cho 40G và 100G. Các cụm kết nối-được kết thúc tại nhà máy mang lại hiệu suất mất ổn định hơn so với việc kết thúc trường-nếu bạn đang triển khai các liên kết tốc độ-cao, được kết-kết thúc trướcCáp trung kế và cáp đột phá OM4 MTPgiảm các biến cài đặt.

Một lưu ý thực tế: đối với cáp quang song song 40G/100G, hãy kiểm tra xem loại phân cực MPO (Phương pháp A, B hoặc C) có khớp giữa cáp trục và thiết bị hay không. Lỗi phân cực gây ra lỗi liên kết không liên quan gì đến cấp độ sợi quang.

Câu hỏi thường gặp

Dòng dưới cùng

OM3 vẫn là một lựa chọn chắc chắn để triển khai 10GbE trong phạm vi 300 mét-phù hợp với hầu hết các kịch bản mạng LAN doanh nghiệp. OM4 chứng minh giá trị vượt trội của nó khi bạn triển khai các liên kết 40G/100G, khi số lần chạy vượt quá giới hạn khoảng cách của OM3 hoặc khi bạn muốn có khoảng trống để nâng cấp tốc độ trong tương lai mà không cần đi cáp lại.

Những sai lầm lớn hơn không phải là chọn sai điểm. Họ đang buộc nhiều chế độ trong đó chế độ đơn-có ý nghĩa hơn, trộn lẫn các loại sợi không tương thích hoặc bỏ qua phân cực MPO trong triển khai quang học song song. Hãy thực hiện đúng những điều đó và quyết định OM3/OM4 sẽ trở nên đơn giản.

Cần trợ giúp xác định chất xơ cho một dự án cụ thể? Nhóm kỹ thuật của chúng tôi có thể xem xét các yêu cầu về khoảng cách của bạn và đề xuất sự kết hợp phù hợp giữacác loại sợi đa mode, cấu hình đầu nối và cụm đường trục/bản vá.