Одномодовое волокно (Single-Mode)

Одномодовое оптоволокно (SMF) имеет сердцевину около 9 мкм и пропускает один световой режим. Это исключает модовую дисперсию, снижает потери и позволяет держать высокие скорости на десятки и сотни километров в составе оптических кабелей OS1/OS2. Выбор для магистралей, кампусов и долгосрочного масштабирования.

Многомодовое волокно (Multi-Mode)

Многомодовое оптическое волокно (MMF) имеет сердцевину 50 или 62,5 мкм и проводит десятки мод. Модовая дисперсия ограничивает расстояние и скорость, поэтому типичны сегменты до 300–550 м на скоростях 10 Гбит/с в LAN и ЦОД, где уместны многомодовые кабели OM3/OM4. Выбор для коротких, экономичных линий.

Сравнение одномодового и многомодового волокна

Чтобы наглядно увидеть разницу и выбрать нужный тип волокна, ключевые параметры сведены в таблицу. Это помогает быстро сопоставить тип волокна со сценарием сети и требованиями оптических систем.

Как сделать правильный выбор: пошаговый алгоритм для вашего проекта

Шаг 1. Определите требуемое расстояние и пропускную способность

• До 550 м и скорость до 10 Гбит/с: подходит многомодовое волокно OM3 или OM4 для LAN, ЦОД, видеонаблюдения внутри зданий. Дистанции 10G: OM3 до 300 м, OM4 до 550 м. Для 1 Гбит/с достигают 550–600 м на многомодовом оптоволокне. Источник: OFS Optics, Jonard Tools.
• Более 550 м или скорости 40/100 Гбит/с и выше: выбирают одномодовое волокно OS2 для магистралей, межзданий, операторских линий и DCI. Такое одномодовое оптоволокно снижает пределы по дисперсии и обеспечивает стабильность канала. Источник: AFL Global.

Шаг 2. Рассчитайте общий бюджет (кабель + оборудование)

• Многомодовая система: кабель дороже, но модули SFP+/QSFP с LED/VCSEL дешевле. Для коротких линий итоговая стоимость ниже.
• Одномодовая система: кабель дешевле, но модули дороже из-за лазеров и требований к точности, особенно на скоростях 40/100G.
• Вывод: на коротких линиях MM выгоднее по TCO, на длинных линиях SM экономичнее по стоимости на километр и безальтернативен.

Шаг 3. Подумайте о будущем (масштабирование и future-proofing)

Если ожидается рост скоростей или увеличение расстояний в горизонте 5–10 лет, разумно сразу проложить OS2. Переход с MM на SM требует замены кабеля и оптики. В проектах Kvantech для кампусных сетей из нескольких зданий чаще закладывают SM на магистраль, а MM оставляют на короткие патч-линии внутри стоек.

Классификация и стандарты оптоволокна (OM и OS)

MM-классы различаются по сердцевине, полосе пропускания и рабочим дистанциям на 850 нм. Цветовая идентификация: OM1/OM2 — оранжевый, OM3/OM4 — аква, OM5 — салатовый. OM3/OM4 оптимизированы под лазеры VCSEL и 10G до 300/550 м, 40/100G на меньшие расстояния. Для OM5 рассчитана работа в диапазоне 850–950 нм с поддержкой многоволновой передачи. Подобные волокна применяют в ЦОД для плотных коротких линков. Источник: OFS Optics.

Сравнение OM1–OM5 по ключевым параметрам

Классы одномодового волокна: OS1, OS2

OS1 применяют внутри зданий с затуханием до 1 дБ/км и дистанциями порядка 10 км. OS2 соответствует современным G.652C/D с низким водяным пиком, затухание около 0,4 дБ/км и работа на 1310–1625 нм, стандарт де-факто для внешних и магистральных линий. Оболочка обычно жёлтая.

Сферы применения оптоволокна: от оптических сетей до систем связи

Оптические волокна — базовый носитель для оптических сетей и телекоммуникационных оптических систем. Свойства низких потерь и устойчивости к помехам позволяют строить линии от магистралей до внутридомовых сегментов:

• Телекоммуникации и интернет-провайдеры (магистральные и городские сети).
• Центры обработки данных (ЦОД).
• Локальные вычислительные сети в офисах и кампусах.
• Системы кабельного телевидения (CATV) и PON.
• Промышленные сети и системы безопасности, видеонаблюдение.
• Медицина, в том числе эндоскопия.

Ключевые компоненты для построения оптоволоконной сети

Оптические модули (трансиверы)

Оптические модули SFP/SFP+/QSFP преобразуют электрический сигнал в оптический и обратно. Выбор модуля зависит от типа волокна (SM или MM), скорости и дистанции.

Примеры: SFP+ SR для MM на 850 нм и SFP+ LR для SM на 1310 нм.

Оптические коннекторы

Оптические коннекторы LC, SC, FC обеспечивают точное совмещение ферул и малые отражения. LC выбирают для высокой плотности портов, SC — для удобства в телеком-оборудовании, FC — для повышенной стабильности и резьбовой фиксации. Важен тип полировки UPC или APC. Для оптоволокна в ЦОД чаще используют LC duplex как стандарт высокой плотности.

Оптические пигтейлы

Оптические пигтейлы — короткие отрезки волокна с коннектором на одном конце и «голым» волокном на другом. Их сваривают с волокнами магистрального оптоволоконного кабеля, а коннектор подключают к кроссу или оборудованию. Это даёт стабильные и низкопотерные оконцовки; оптические пигтейлы фабричной сборки снижают риск дефектов.

Оптические муфты

Оптическая муфта защищает сварные и механические соединения кабелей. Обеспечивает герметичность и механическую прочность для оптических кабелей в грунте, канализации и на опорах. Внутри размещают кассеты для укладки и запаса волокон. Оптические муфты подбирают по способу прокладки и числу волокон.

Оптический аттенюатор

Назначение оптического аттенюатора — внести заданное затухание и исключить перегрузку приёмника. Применяется на коротких одномодовых линиях с высокой мощностью передатчика. Выпускается в фиксированном или регулируемом исполнении, часто с LC/SC APC для низких отражений. В оптических системах это простой способ быстро согласовать уровни.

Заключение

Многомод сохраняет роль для коротких и массовых линий. Тренд рынка — удешевление одномодовых компонентов и рост скоростей в ЦОД и магистралях. Одномодовые решения расширяют применение за пределы традиционных ниш, обеспечивая запас по пропускной способности. При выборе учитывают конкретный тип волокна, сценарий, бюджет и риски миграции.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли соединять одномодовый и многомодовый кабель?

Напрямую нельзя, возникают большие потери из-за несоответствия мод. Связь обеспечивают через медиаконвертеры или коммутаторы, которые согласуют SM и MM на уровне оптики.

Почему одномодовый кабель дешевле, а оборудование для него дороже?

Сама стеклянная нить SM технологически тоньше, профилирование показателя преломления проще, поэтому кабель дешевле. Но трансиверы требуют точных лазеров и юстировки, что повышает стоимость модулей по сравнению с LED/VCSEL для MM.

Какой тип волокна лучше для современного ЦОД?

Исторически применяли OM3/OM4 на короткие сегменты. Для архитектур со скоростями 100/400G и межшкафными дистанциями растёт доля OS2 из-за масштабируемости и дальности.

Что означают OM3, OM4, OS2 и как их различать?

OM относится к многомодовому волокну, OS — к одномодовому. Отличают по полосе и дистанции. На объекте ориентируются по цвету: OS2 — жёлтый, OM3/OM4 — аква, OM1/OM2 — оранжевый.