OM1 vs OM2 vs OM3 vs OM4 vs OM5 光纤：多模光纤类型解析
发布: (2025年12月2日 GMT+8 09:59)
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原文: Dev.to
Source: Dev.to
多模光纤基础：为何要划分 OM 等级？
在数据中心和局域网等短距离高速通信场景中，多模光纤因成本低、敷设方便而发挥重要作用。面对不断攀升的带宽需求，多模光纤也在持续升级。下面将详细介绍不同多模光纤的差异及其具体应用场景。
核心原理与光信号传输机制
多模光纤的核心特征是芯径较大。多模光纤的芯径通常为 50 µm 或 62.5 µm。顾名思义，多模光纤允许多种光传输模式同时存在。当光源发出的光束进入光纤芯时，不同入射角的光线沿不同路径传播。这种多模传输与单模光纤的单一路径传输截然不同，并带来了 模间色散 的技术挑战。
模间色散与带宽限制
模间色散是限制多模光纤性能的主要因素。由于光线以多种角度进入，不同传播模式的轴向速度不同。这些模式在不同时间到达远端，导致脉冲展宽和信号失真，如下图所示。
以早期的 OM1 光纤为例，其在 850 nm 下的带宽‑距离乘积仅为 200 MHz·km，无法满足现代 10 Gigabit Ethernet 的需求。后续的 OM 等级通过优化光纤芯结构逐步提升带宽性能。当前常用的 OM4 光纤在 850 nm 下的带宽‑距离乘积已达 4700 MHz·km，支持 10 Gbps 信号在 550 m 内传输。
OM 等级标准
OM 等级的划分来源于 TIA/EIA‑492 标准体系，并随光通信技术的演进不断更新。
| OM 等级 | 芯径直径 | 典型带宽‑距离 (850 nm) | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5 µm | 200 MHz·km | LED 光源，传统 LAN |
| OM2 | 50 µm | 500 MHz·km | 早期千兆以太网 |
| OM3 | 50 µm | 2000 MHz·km | VCSEL，10 Gbps（最高 300 m） |
| OM4 | 50 µm | 4700 MHz·km | 10 Gbps（最高 550 m），40/100 Gbps（最高 150 m） |
| OM5 | 50 µm | 4700 MHz·km（扩展） | SWDM（850‑953 nm），4 通道波分复用 |
主要突破
- OM2 – 将芯径缩小至 50 µm 并优化梯度折射率分布，使 850 nm 带宽提升至 500 MHz·km。
- OM3 – 与 VCSEL 光源的窄谱特性匹配，实现 10 Gbps 传输。
- OM4 – 进一步精细化预制棒制造和包层材料，带宽几乎是 OM3 的两倍。
- OM5 – 为未来高速场景设计，支持 850‑953 nm 的短波分波复用（SWDM），在单根光纤上实现四路并行通道。
从 OM1 到 OM5 的技术参数全解析
OM1 光纤
- 芯/包层： 62.5 µm / 125 µm（阶跃或梯度）
- 典型光源： LED
- 带宽： 850 nm 下 100 Mbps（短距离）
- 局限性： 带宽低，仅限 100 Mbps；1300 nm 使用不切实际，因为 LED 效率低。
OM2 光纤
- 推出时间： 1998 年
- 芯/包层： 50 µm / 125 µm（梯度折射率）
- 带宽提升： 相比 OM1 模间色散降低约 40 %
- 性能： 850 nm 下 1 Gbps 可达 550 m
- 典型应用： 数据中心配线间、校园骨干链路。
OM3 光纤
- 关键特性： “有效模带宽”概念；针对 VCSEL 光源优化。
- 性能： 850 nm 下 10 Gbps 可达 300 m。
- 影响： 推动了数据中心互连进入 10 Gbps 时代。
OM4 光纤
- 增强点： 更精确的预制棒制造；带宽为 OM3 的 2.35 倍。
- 性能：
- 10 Gbps 可达 550 m
- 100 Gbps 可达 150 m（OM3 为 100 m）
- 兼容性： 向后兼容 OM3，升级便利。
OM5 光纤
- 标准化： 2014 年提出，ANSI/TIA‑492AAAE（2016），ISO/IEC 命名。
- 波长范围： 850 nm – 953 nm（支持 SWDM）。
- 能力： 单根光纤实现 4 通道波长传输，降低布线密度。
- 机械改进： 最小弯曲半径从 15 mm 降至 7.5 mm，适用于高密度环境。
