OM5 – der neue LWL-Multimode-Standard?

OM5 Pigtails

Die Anforderungen an die Bandbreite in modernen Netzwerkinfrastrukturen, insbesondere in Datenzentren und Unternehmensnetzwerken, steigen kontinuierlich. Dieser Bedarf wird durch das Wachstum von Cloud Computing, Big Data Analytics, künstlicher Intelligenz und anderen bandbreitenintensiven Anwendungen angetrieben.

Um diesen steigenden Anforderungen gerecht zu werden, hat sich die Technologie der Lichtwellenleiter (LWL) stetig weiterentwickelt. Beginnend mit älteren Multimode-Standards wie OM1 und OM2, die primär für niedrigere Datenraten konzipiert und mit LED-Lichtquellen betrieben wurden, folgten die laseroptimierten Multimode-Fasern OM3 und OM4, die signifikante Verbesserungen in Bezug auf Bandbreite und Reichweite für High-Speed-Ethernet-Anwendungen boten. Als jüngster Fortschritt in dieser Entwicklung präsentiert sich der OM5-Standard als eine zukunftsweisende Lösung, die darauf abzielt, die Grenzen der vorherigen Generationen zu überwinden und den eskalierenden Bandbreitenbedarf zukünftiger Netzwerke effektiv zu unterstützen.

Die entscheidende Neuerung des OM5-Standards liegt in seiner Klassifizierung als erste Wideband Multimode Fiber (WBMMF), die speziell entwickelt und standardisiert wurde, um die Shortwave Wavelength Division Multiplexing (SWDM)-Technologie zu unterstützen. Visuell erkennbar sind OM5-Kabel an ihrem typischen, lindgrünen Außenmantel.

Die fortlaufende Weiterentwicklung der Multimode-Faserstandards verdeutlicht das anhaltende Bestreben der Industrie, kosteneffiziente Lösungen mit hoher Bandbreite für Anwendungen im kurzen bis mittleren Entfernungsbereich bereitzustellen. Dies ist besonders relevant in Anbetracht der Tatsache, dass die Kosten für die Optiken und die einfachere Handhabung von Multimode-Fasern in vielen Anwendungsfällen, insbesondere innerhalb von Gebäuden und Campusumgebungen, die überlegenen Reichweiten von Singlemode-Fasern aufwiegen.

Die Einführung von OM5 und seine primäre Ausrichtung auf die SWDM-Technologie deuten auf einen strategischen Wandel in der Multimode-Faserentwicklung hin. Ziel ist es, die Kapazität von Multimode-Fasern durch die Nutzung von Wellenlängenmultiplexverfahren, die traditionell eher mit Singlemode-Fasern in Verbindung gebracht werden, signifikant zu erhöhen. Durch die gleichzeitige Übertragung mehrerer Datenströme über eine einzige Faser zielt OM5 darauf ab, die Auslastung der bestehenden Multimode-Infrastruktur zu maximieren und potenziell den Bedarf an kostspieligeren und komplexeren Singlemode-Installationen für extrem hohe Bandbreitenanforderungen über moderate Entfernungen zu verzögern oder zu reduzieren.

Grundlagen der LWL-Multimode-Technologie

Die Multimode-Fasertechnologie basiert auf dem Prinzip der Lichtausbreitung, bei dem mehrere Lichtstrahlen, die jeweils einen leicht unterschiedlichen Pfad (oder Modus) nehmen, durch einen relativ großen Faserkern propagieren, der typischerweise einen Durchmesser von 50 oder 62,5 Mikrometern (µm) aufweist. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Singlemode-Faser, die einen deutlich kleineren Kerndurchmesser (etwa 9 µm) besitzt, nur einen einzigen Lichtweg, was zu signifikant längeren Übertragungsdistanzen und höheren Bandbreitenkapazitäten führt, jedoch präzisere und somit teurere optische Komponenten erfordert.

Ein inhärenter Kompromiss bei Multimode-Fasern besteht zwischen der Übertragungsdistanz und der erreichbaren Bandbreite, hauptsächlich aufgrund des Phänomens der modalen Dispersion. Hierbei legen verschiedene Lichtmoden aufgrund unterschiedlicher Pfadlängen und Ausbreitungsgeschwindigkeiten leicht unterschiedliche Zeiten zurück und kommen somit zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Empfänger an, was über längere Distanzen zu Signalverzerrungen führen kann. Um Multimode-Fasern hinsichtlich ihrer optischen Leistung zu kategorisieren, insbesondere in Bezug auf ihre Bandbreitenkapazitäten bei spezifischen Wellenlängen, wurde das Optical Multimode (OM)-Klassifizierungssystem eingeführt. Dieses System umfasst die Kategorien OM1, OM2, OM3, OM4 und OM5 und wird durch Industriestandards wie ISO/IEC 11801 und die Telecommunications Industry Association (TIA) definiert.

Die Multimode-Faser ermöglicht es, dass sich Lichtimpulse auf zwei getrennten Pfaden (“Moden”) ausbreiten können, im Gegensatz zur Singlemode-Faser. Der ISO/IEC 11801-Standard definiert explizit die Typen OM1 bis OM5 der Multimode-Faser.

Das OM-Klassifizierungssystem ist ein entscheidender Industriestandard, der eine gemeinsame und allgemein verständliche Methode zur Kategorisierung und Auswahl von Multimode-Fasern basierend auf ihren Leistungsmerkmalen bietet und somit die Interoperabilität gewährleistet und fundierte Entscheidungen für Netzwerk-Infrastruktur-Bereitstellungen erleichtert. Durch die Festlegung klarer Leistungsbenchmarks für jede OM-Kategorie ermöglichen die Standardisierungsgremien Netzwerkdesignern und -ingenieuren, den geeigneten Fasertyp auszuwählen, der die spezifischen Bandbreiten- und Distanzanforderungen ihrer Anwendungen erfüllt und somit einen zuverlässigen und effizienten Netzwerkbetrieb gewährleistet.

Was ist OM5? Eine Einführung in den Wideband-Multimode-Standard

OM5 ist die neueste Generation der Multimode-Faser, die von der Telecommunications Industry Association (TIA) im Juni 2016 mit der Veröffentlichung des ANSI/TIA-492AAAE-Standards offiziell ratifiziert und anschließend im November 2017 in den Standard ISO/IEC 11801 aufgenommen wurde. Ihr Hauptmerkmal ist die Klassifizierung als erste zugelassene Wideband Multimode Fiber (WBMMF), die speziell für die Unterstützung der Shortwave Wavelength Division Multiplexing (SWDM)-Technologie für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung entwickelt und spezifiziert wurde.

SWDM ist eine Technologie, die die gleichzeitige Übertragung mehrerer optischer Signale bei unterschiedlichen Wellenlängen (typischerweise vier Wellenlängen im Bereich von 850-950 nm: 850 nm, 880 nm, 910 nm und 940 nm) über eine einzige Faser ermöglicht und somit die Datenübertragungskapazität signifikant erhöht und die für Hochgeschwindigkeitsverbindungen erforderliche Anzahl von Fasern reduziert. Das äußere Schutzmantel von OM5-Glasfaserkabeln ist standardmäßig lindgrün gefärbt, was eine visuelle Unterscheidung zu anderen Multimode-Fasertypen ermöglicht, die typischerweise orange (OM1/OM2) oder aqua/violett (OM3/OM4) sind.

OM5 ist eine Multimode-Faser, die für hohe Bandbreite und kurze bis mittlere Distanzen entwickelt wurde und die erste zugelassene WBMMF für 40 Gbit/s bis 100 Gbit/s unter Verwendung von SWDM ist. OM5 ist die erste Multimode-Faser, die mehrere Wellenlängen für die 100 Gbit/s Duplex-Übertragung mit zwei oder vier Wellenlängen zwischen 850 und 950 nm unterstützt. OM5 wurde als neuer MMF-Typ für Hochgeschwindigkeits-Rechenzentrumsanwendungen zugelassen und entspricht den Standards ISO 11801 3rd und TIA-568.0-D (2017) und arbeitet im Bereich von 850 bis 953 nm mit Unterstützung für mindestens vier verschiedene Wellenlängen für SWDM.

OM5 ist eine neue Multimode-Faser, die für hohe Bandbreite über kurze bis mittlere Entfernungen entwickelt wurde, die erste WBMMF für 40 Gbit/s bis 100 Gbit/s unter Verwendung von SWDM, wodurch die Anzahl der parallelen Fasern drastisch reduziert wird und im Bereich von 850 bis 950 nm für 100 Gbit/s Datenströme mit einem Faserpaar arbeitet.

Die doppelte Standardisierung von OM5 durch TIA und ISO/IEC sowie die explizite Anerkennung durch die IEEE 802.3 Arbeitsgruppe für die Entwicklung von Ethernet-Standards der nächsten Generation festigt OM5 als einen bedeutenden und zukunftsorientierten Standard in der Glasfaserindustrie. Diese breite Unterstützung durch wichtige Standardisierungsgremien deutet auf einen starken Branchenkonsens über den Wert und die Bedeutung von OM5 hin, um den sich entwickelnden Anforderungen der Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation, insbesondere in Rechenzentrumsumgebungen, gerecht zu werden.

Technische Details und Spezifikationen von OM5

Der Betriebswellenlängenbereich von OM5 erstreckt sich von 850 Nanometern bis zu 950 Nanometern, und in einigen Spezifikationen sogar bis zu 953 Nanometern. Dieser erweiterte Bereich im Vergleich zu herkömmlichen OM3- und OM4-Fasern, die typischerweise optimal bei 850 nm und 1300 nm arbeiten, ist entscheidend für die Unterstützung der SWDM-Technologie. Die effektive modale Bandbreite (EMB) ist ein wichtiger Parameter, der die Fähigkeit der Faser angibt, Hochgeschwindigkeitsdaten über bestimmte Entfernungen zu unterstützen.

OM5-Fasern sind mit einer minimalen EMB von 4700 MHz*km bei 850 nm spezifiziert, was mit OM4 übereinstimmt, aber auch mit einer minimalen EMB von 2470 MHz*km bei 953 nm, was ihre Leistungsfähigkeit über ein breiteres Wellenlängenspektrum hervorhebt. Die typische Reichweite, die von OM5 für verschiedene Ethernet-Geschwindigkeiten unterstützt wird, umfasst 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-SR) bis zu 550 Metern, ähnlich wie bei OM4. Für höhere Geschwindigkeiten wie 40 Gigabit Ethernet (40GBASE-SR4) und 100 Gigabit Ethernet (100GBASE-SR4) unter Verwendung paralleler Übertragung ist die Reichweite ebenfalls vergleichbar mit OM4 und liegt typischerweise bei 100-150 Metern. Bei SWDM-Anwendungen bietet OM5 jedoch einen signifikanten Vorteil und unterstützt längere Distanzen wie 40G-SWDM4 bis zu 500 Metern und 100G-SWDM4 bis zu 150 Metern.

Die physikalischen Eigenschaften von OM5-Fasern umfassen einen Kerndurchmesser von 50µm und einen Manteldurchmesser von 125µm, was mit OM3- und OM4-Fasern übereinstimmt und die Kompatibilität mit vorhandenen Steckverbindern und Geräten gewährleistet. Die typische Dämpfung von OM5-Fasern ist mit maximal 3,0 dB/km spezifiziert, was eine Verbesserung gegenüber den 3,5 dB/km darstellt, die für OM3- und OM4-Fasern spezifiziert sind. Diese geringere Dämpfung kann zu einer verbesserten Signalintegrität und potenziell längeren erreichbaren Übertragungsdistanzen beitragen.

  • OM5 arbeitet im Wellenlängenbereich von 850 bis 953 nm und unterstützt mindestens vier verschiedene Wellenlängen mit EMB-Werten.
  • OM5 arbeitet im Bereich von 850 bis 950 nm und bietet 100 Gbit/s Datenströme mit einem Faserpaar.
  • OM5 hat eine modale Bandbreite von 4700 MHz*km bei 850 nm und 2470 MHz*km bei 953 nm.
  • OM1 bis OM5 haben unterschiedliche Anforderungen an die minimale modale Bandbreite (MBW) und OM3, OM4 und OM5 unterstützen sowohl OFL- als auch EMB-Messungen.
  • OM5 unterstützt mindestens 4 Wellenlängen im Bereich 850/1300nm mit erhöhter EMB bei 850nm und nahe 880nm.

Der entscheidende technische Unterschied von OM5 liegt in seiner optimierten Bandbreite über ein breiteres Wellenlängenspektrum, insbesondere die Aufnahme von EMB-Spezifikationen bei 953 nm zusätzlich zu 850 nm, was grundlegend für seine Fähigkeit ist, SWDM effektiv zu unterstützen. Im Gegensatz zu OM3 und OM4, die primär für 850 nm optimiert sind, ermöglichen die Spezifikationen von OM5 über ein breiteres Spektrum die gleichzeitige Übertragung mehrerer Datenkanäle und maximieren so die Kapazität der Faser.

OM5 im Vergleich zu OM4: Ein detaillierter technischer Überblick

Ein detaillierter Vergleich von OM5 und OM4 basierend auf wichtigen technischen Parametern verdeutlicht ihre Gemeinsamkeiten und Unterschiede:

  • Wellenlängenunterstützung: OM4 ist typischerweise für den optimalen Betrieb bei 850 nm und 1300 nm optimiert, während OM5 einen breiteren Bereich von 850 nm bis 950/953 nm unterstützt, insbesondere zur Unterstützung von SWDM.
  • Effektive modale Bandbreite (EMB): Bei der primären Betriebswellenlänge von 850 nm haben sowohl OM4 als auch OM5 eine minimale EMB von 4700 MHz*km. OM5 spezifiziert jedoch einzigartig eine minimale EMB bei 953 nm (≥2470 MHz*km), eine Eigenschaft, die in den OM4-Spezifikationen fehlt.
  • Dämpfung: OM5 weist im Allgemeinen eine etwas geringere maximale Dämpfung von 3,0 dB/km auf im Vergleich zu den typischen 3,0-3,5 dB/km bei OM4. Dies kann zu geringeren Signalverlusten über äquivalente Entfernungen führen.
  • Maximale Reichweite für Standard-Ethernet-Geschwindigkeiten: Für gängige Ethernet-Anwendungen, die auf Einzelwellenlängen-Transceivern basieren (z. B. 10GBASE-SR, 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4), ist die maximale Reichweite von OM5 im Allgemeinen gleich oder sehr ähnlich der von OM4, mit geringfügigen Unterschieden je nach spezifischem Transceiver und Hersteller.
  • Maximale Reichweite für SWDM-Anwendungen: Der entscheidende Unterschied in der Reichweite zeigt sich bei der Verwendung von SWDM-Transceivern. OM5 kann in diesen Anwendungen im Vergleich zu OM4 deutlich längere Distanzen unterstützen. So kann OM5 mit 40G-SWDM4-Transceivern Linklängen von bis zu 500 Metern erreichen, während OM4 typischerweise auf 400 Meter begrenzt ist. Ähnlich kann OM5 bei 100G-SWDM4 bis zu 150 Meter erreichen, während OM4 in der Regel auf 100 Meter begrenzt ist.
  • Rückwärtskompatibilität: Sowohl OM4 als auch OM5 sind vollständig rückwärtskompatibel mit OM3-Fasern und ermöglichen so eine nahtlose Integration in bestehende Multimode-Infrastrukturen. OM5 ist auch rückwärtskompatibel mit OM4. Beim Mischen von Fasertypen wird die Gesamtleistung der Verbindung jedoch durch die leistungsschwächere Faser in der Verbindung begrenzt.
  • Kosten: OM5-Glasfaserkabel und die SWDM-Transceiver, die zur vollständigen Nutzung ihrer Multiwellenlängen-Fähigkeiten erforderlich sind, sind im Allgemeinen teurer als vergleichbare OM4-Kabel und Standard-Einzelwellenlängen-Transceiver.
Parameter OM4 Spezifikation OM5 Spezifikation
Wellenlängen 850 nm, 1300 nm 850 nm, 880 nm, 910 nm, 940/953 nm
EMB @ 850 nm ≥ 4700 MHz*km ≥ 4700 MHz*km
EMB @ 953 nm Nicht spezifiziert ≥ 2470 MHz*km
Dämpfung ≤ 3.0-3.5 dB/km ≤ 3.0 dB/km
Max. Reichweite 10GBASE-SR 550 m 550 m
Max. Reichweite 40GBASE-SR4 150 m 150 m
Max. Reichweite 100GBASE-SR4 100 m 100 m
Max. Reichweite 40GBASE-SWDM4 400 m 500 m
Max. Reichweite 100GBASE-SWDM4 100 m 150 m
Rückwärtskompatibilität Mit OM1, OM2, OM3 Mit OM1, OM2, OM3, OM4
Typische Mantel-Farbe Violett Lindgrün

Während OM5 ähnliche Leistungsmerkmale wie OM4 für herkömmliche 850 nm-basierte Anwendungen aufweist, liegt sein entscheidender Vorteil in der verbesserten Unterstützung der Multiwellenlängen-Übertragung über SWDM, was Vorteile in Bezug auf Reichweite und Faserausnutzung für höhere Datenraten bietet. Für Netzwerkumgebungen, die SWDM derzeit nicht nutzen oder dessen Einsatz nicht planen, ist der Leistungsunterschied zwischen OM4 und OM5 möglicherweise gering. Für diejenigen jedoch, die die Bandbreite maximieren und die Anzahl der Fasern für zukünftige Hochgeschwindigkeitsanwendungen reduzieren möchten, stellt OM5 einen klaren technologischen Vorteil dar.

Die Vorteile von OM5 gegenüber OM4

Der primäre Vorteil von OM5 ist seine Optimierung für die SWDM-Technologie. Diese ermöglicht die gleichzeitige Übertragung von vier Wellenlängen über ein einziges Faserpaar, wodurch die effektive Bandbreite erhöht und die Anzahl der für Hochgeschwindigkeitsverbindungen (40G, 100G und potenziell 200G/400G in der Zukunft) erforderlichen Fasern reduziert wird. SWDM ermöglicht einen effizienteren Migrationspfad zu höheren Datenraten, indem die vorhandene Glasfaserinfrastruktur effektiver genutzt wird. OM5 bietet in bestimmten SWDM-Anwendungen eine größere Reichweite als OM4, beispielsweise bei 40G-SWDM4 bis zu 500 Metern gegenüber 400 Metern und bei 100G-SWDM4 bis zu 150 Metern gegenüber 100 Metern. Die geringere Dämpfung von OM5 kann zu längeren Übertragungsdistanzen oder einer verbesserten Signalintegrität über die gleichen Distanzen wie OM4 beitragen. OM5 ist rückwärtskompatibel mit OM3- und OM4-Systemen, was schrittweise Upgrades und die Integration in bestehende Netzwerkinfrastrukturen ohne größere Überholungen ermöglicht.

  • OM5 bietet eine höhere Bandbreite und eine vorteilhafte Übertragungsdistanz mit SWDM.
  • OM5 ermöglicht weniger Fasern für höhere Bandbreite und längere Übertragungsdistanzen.
  • OM5 löst Distanzbeschränkungen von OM3/OM4 mit SWDM.
  • OM5 kann mehrere Wellenlängen verwalten und so die Anzahl der Fasern reduzieren.

Der überzeugendste Vorteil von OM5 ist seine Zukunftssicherheit für Rechenzentren und Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, die SWDM planen oder bereits nutzen, und bietet eine dichtere und potenziell kostengünstigere Lösung im Vergleich zu parallelen Faseransätzen mit OM4. Da die Datenraten weiter steigen, wird die Fähigkeit von OM5, mehrere Wellenlängen auf einer einzigen Faser zu unterstützen, immer wertvoller und ermöglicht es Unternehmen, ihre Netzwerke ohne eine proportionale Zunahme der Glasfaserinstallation zu skalieren.

Die Nachteile und Einschränkungen von OM5

Der primäre Nachteil von OM5 sind die höheren Kosten für OM5-Kabel und möglicherweise die zugehörigen SWDM-Transceiver im Vergleich zu OM4-Äquivalenten. Für viele Standard-Multimode-Anwendungen, die die 850-nm-Wellenlänge verwenden (z. B. SR4-Transceiver), bietet OM5 in der Regel keinen signifikanten Reichweitenvorteil gegenüber OM4.

Die Vorteile von OM5 werden hauptsächlich bei der Nutzung seiner Breitbandfähigkeiten mit SWDM-Transceivern realisiert. Die möglicherweise begrenzte Verfügbarkeit und die höheren Anschaffungskosten von SWDM-Transceivern im Vergleich zu häufiger verwendeten SR4-Transceivern sind derzeit ebenfalls zu berücksichtigen. Die bereits umfangreiche installierte Basis von OM4 könnte einen vollständigen Wechsel zu OM5 für einige Unternehmen weniger attraktiv machen, es sei denn, es besteht ein klarer und unmittelbarer Bedarf an den spezifischen SWDM-Vorteilen.

  • OM5-Verkabelung kostet etwa 50 % mehr als OM4 und die Kosten für Singlemode-Transceiver sinken.
  • OM5-Kabel sind in der Regel teurer als OM4.
  • OM5-Verkabelung kostet etwa 20-30 % mehr als OM4 und es gibt keinen Reichweitenvorteil für die meisten Cisco-Multimode-Transceiver, die bei 850 nm arbeiten.
  • OM4-Kabel können zwischen 4,50 und 13,50 US-Dollar pro Fuß kosten, was darauf hindeutet, dass OM5 noch teurer wäre.
  • OM5 könnte etwa 50 % mehr kosten als OM4.

Die höheren Anfangsinvestitionen, die für die OM5-Infrastruktur erforderlich sind, einschließlich der Glasfaserkabel und der SWDM-Transceiver, könnten ein Hindernis für eine sofortige und breite Einführung darstellen, insbesondere für Unternehmen, bei denen das Budget eine Hauptrolle spielt und die spezifischen Vorteile der Multiwellenlängen-Übertragung für ihre aktuellen Anwendungen nicht unmittelbar benötigen. Solange die spezifischen Vorteile von SWDM, wie z. B. die reduzierte Anzahl von Fasern oder die erweiterte Reichweite in diesen Anwendungen, nicht entscheidend sind, sind die höheren Kosten von OM5 möglicherweise nicht für alle Netzwerkbereitstellungen gerechtfertigt, insbesondere für diejenigen, die weiterhin auf herkömmliche 850-nm-Transceiver angewiesen sind.

Anwendungsbeispiele für OM5

OM5 findet vor allem in modernen Rechenzentrumsumgebungen Anwendung, die sehr hohe Bandbreiten erfordern und Shortwave Wavelength Division Multiplexing (SWDM)-Technologie für 40 Gigabit Ethernet (40GBASE-SWDM4), 100 Gigabit Ethernet (100GBASE-SWDM4) und zukünftige Hochgeschwindigkeitsstandards wie 200G und 400G Ethernet implementieren oder planen. Der Einsatz von SWDM ermöglicht es diesen Rechenzentren, höhere Datenraten zu erzielen und gleichzeitig die Anzahl der benötigten Fasern zu reduzieren, was in Umgebungen mit hoher Verkabelungsdichte entscheidend ist.

OM5 ist auch in Szenarien von Vorteil, in denen die größere Reichweite von OM5 in Verbindung mit SWDM- oder BiDi-Transceivern (z. B. Verbindungen zwischen 100 und 150 Metern für 100G) benötigt wird, beispielsweise in größeren Rechenzentrums-Einrichtungen mit längeren Kabelstrecken zwischen Geräten in verschiedenen Zonen oder über verschiedene Etagen hinweg. OM5 eignet sich hervorragend zur Zukunftssicherung der Rechenzentrumsinfrastruktur, da es für die Unterstützung zukünftiger Hochgeschwindigkeitsstandards und Anwendungen entwickelt wurde, die wahrscheinlich Multiwellenlängen-Übertragungstechnologien nutzen werden. Es hat auch Potenzial in High-Performance Computing (HPC)-Umgebungen und anderen spezialisierten Netzwerkszenarien, die die Übertragung großer Datenmengen mit sehr hohen Geschwindigkeiten und geringer Latenz erfordern.

  • OM5 ist die bevorzugte Wahl für Szenarien, die eine hohe Leistungsausgabe erfordern.
  • OM5 eignet sich perfekt für die nächste Generation von Rechenzentren, um steigende Geschwindigkeitsanforderungen kostengünstig zu erfüllen.
  • OM5 wird häufig in Hochgeschwindigkeitsnetzwerken und Rechenzentren eingesetzt.
  • OM5 eignet sich ideal für Rechenzentren, die selten Kabel benötigen, die länger als 150 Meter sind, und für Zentren, die stark auf Automatisierung angewiesen sind.
  • OM5 bietet eine höhere Reichweite und Geschwindigkeit durch SWDM für HPC-Netzwerke, Rechenzentren und Unternehmensnetzwerke.
  • OM5 findet Anwendung in Rechenzentren für KI-Berechnungen und in Hochleistungsrechenumgebungen.
  • OM5 wird typischerweise für Hochgeschwindigkeitsübertragungsstrecken in Rechenzentren verwendet, um mehr Bandbreite und höhere Geschwindigkeit zu erreichen.
  • OM5 wurde für die hochbandbreitige Netzwerkinfrastruktur entwickelt, die durch 5G, IoT und neue IT-Anwendungen angetrieben wird und die Anzahl der Fasern mit SWDM reduziert.

Der ideale Einsatzbereich für OM5 liegt eindeutig in Rechenzentrumsumgebungen, die entweder gerade auf Hochgeschwindigkeits-Ethernet umsteigen oder dies planen und SWDM-Technologie einsetzen, um Bandbreiten von 100G und mehr zu erreichen. Für Unternehmen, die bereits in SWDM-Transceiver investiert haben oder dies planen, bietet OM5 ein Glasfasermedium, das speziell für die Maximierung der Vorteile dieser Technologie in Bezug auf Bandbreite, Reichweite und Faserauslastung entwickelt wurde.

Anwendungsbeispiele für OM4

OM4-Fasern werden häufig in Rechenzentren für Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Verbindungen wie 10GBASE-SR (mit einer Reichweite von bis zu 400-550 Metern), 40GBASE-SR4 (bis zu 150 Metern) und 100GBASE-SR4 (bis zu 100-150 Metern) mit standardmäßigen und weit verbreiteten 850 nm-VCSEL-basierten Transceivern eingesetzt. Sie finden breite Anwendung in Unternehmensnetzwerken zur Verbindung von Switches, Servern und Speicher innerhalb von Gebäuden und über Campusbereiche hinweg, wo die Distanzen und Bandbreitenanforderungen durch die Fähigkeiten von OM4 gut abgedeckt werden. In Szenarien, in denen die Kosteneffizienz von OM4 für diese Standard-Multimode-Anwendungen sie zu einer attraktiveren Wahl als OM5 macht, insbesondere wenn SWDM keine aktuelle oder geplante Technologie ist, wird OM4 bevorzugt. OM4 spielt auch eine wichtige Rolle bei der Aufrüstung bestehender OM3-Infrastrukturen aufgrund ihrer Rückwärtskompatibilität und verbesserten Leistung.

  • OM4 wird häufig in Ethernet-, Fibre Channel- und ISP-Rechenzentren für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung eingesetzt.
  • OM4 unterstützt 10 Gbit/s bis zu 550 Meter und 40/100 Gbit/s bis zu 150 Meter und eignet sich daher ideal für größere Rechenzentren.
  • OM4 wird für Backbone-Installationen und überall dort eingesetzt, wo OM3 verwendet werden kann und bietet eine größere Reichweite und höhere Bandbreite.
  • OM4 findet Anwendung in Rechenzentren, HPC, Unternehmensnetzwerken und Telekommunikation.

OM4 bleibt die dominierende Wahl für Multimode-Fasern in den meisten Rechenzentrums- und Unternehmensnetzwerk-Anwendungen, die hohe Bandbreite bis zu 100G mit Standard-850-nm-Transceivern erfordern und ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Kosteneffizienz bieten. Für Unternehmen, deren aktuelle und kurzfristige Bandbreitenanforderungen durch die Fähigkeiten von OM4 erfüllt werden können und die keine SWDM planen, ist die Beibehaltung von OM4 wahrscheinlich die wirtschaftlichste und praktischste Entscheidung, da es eine etablierte Marktpräsenz und niedrigere Kosten im Vergleich zu OM5 aufweist und eine bewährte Leistung für eine Vielzahl von Anwendungen bietet.

Zukunftsperspektiven der Multimode-Fasertechnologie und die Rolle von OM5

Die Forschung und Entwicklung im Bereich der Multimode-Fasertechnologie schreiten kontinuierlich voran, mit dem Ziel, noch höhere Datenraten pro Lane (jenseits von 100G) zu unterstützen, um dem stetig wachsenden Bandbreitenbedarf neuer Anwendungen und Technologien gerecht zu werden. Dies umfasst die Erforschung neuer Fasergeometrien und -materialien. Die Breitbandfähigkeiten von OM5 werden voraussichtlich eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung dieser zukünftigen Fortschritte spielen, insbesondere mit der erwarteten Entwicklung und breiteren Einführung von SWDM-Transceivern mit höheren Geschwindigkeiten, die die Multiwellenlängenunterstützung von OM5 vollständig nutzen können.

Standardisierungsgremien wie IEEE arbeiten aktiv an Ethernet-Standards der nächsten Generation, die OM5 einbeziehen. Es ist jedoch wichtig, den anhaltenden und zunehmenden Wettbewerb durch Singlemode-Fasern zu berücksichtigen, insbesondere angesichts der raschen Fortschritte in der Siliziumphotonik, die die Kosten für Singlemode-Transceiver senken und sie in einigen Szenarien zu einer praktikableren Alternative für kürzere Distanzen machen. Der langfristige Erfolg der Multimode-Fasertechnologie wird von ihrer Fähigkeit abhängen, für kurz- bis mittelreichweitige Hochbandbreitenanwendungen in Bezug auf Kosten, Energieeffizienz (Multimode-Transceiver haben typischerweise einen geringeren Stromverbrauch) und einfache Bereitstellung eine überzeugende Wertproposition zu bieten.

  • OM5 ist für SWDM optimiert und bietet je nach Entfernung eine kostengünstige Lösung.
  • Singlemode-Lösungen können ebenfalls Hochgeschwindigkeitsanforderungen erfüllen und in manchen Fällen bevorzugt werden.
  • Die sinkenden Kosten für Singlemode-Optiken machen diese immer attraktiver.
  • Multimode ist kostengünstig und energieeffizient für Kurzstreckenverbindungen.
  • Die Multimode-Fasertechnologie wird kontinuierlich weiterentwickelt.
  • OM5 eignet sich besonders gut für zukünftige groß angelegte Rechenzentren und Hochleistungsrechenanwendungen und bietet eine höhere Bandbreite über größere Entfernungen.

Die zukünftige Entwicklung der Multimode-Fasertechnologie, mit OM5 als einem wichtigen Faktor, wird wahrscheinlich durch das fortlaufende Gleichgewicht zwischen der Nachfrage nach immer höheren Bandbreiten, der Kosteneffizienz von Multimode-Lösungen und den Fortschritten und Kostensenkungen bei konkurrierenden Singlemode-Technologien bestimmt. Während Singlemode-Fasern für Ultralangstrecken- und extrem hohe Bandbreitenanwendungen dominieren dürften, werden die inhärenten Vorteile von Multimode-Fasern für kürzere Distanzen, gekoppelt mit der kontinuierlichen Innovation, die durch OM5 und SWDM veranschaulicht wird, wahrscheinlich eine starke und sich entwickelnde Rolle für die Multimode-Technologie in der Landschaft der Rechenzentren und Unternehmensnetzwerke sicherstellen.

Fazit

OM5 stellt die neueste Evolutionsstufe der Multimode-Faserstandards dar und zeichnet sich als erste Wideband Multimode Fiber (WBMMF) aus, die speziell für die Shortwave Wavelength Division Multiplexing (SWDM)-Technologie optimiert wurde. Zu den Hauptvorteilen von OM5 gegenüber OM4 zählen das Potenzial für höhere Bandbreiten bei reduzierter Faseranzahl sowie die größere Reichweite in SWDM-basierten Anwendungen, was es zu einer vielversprechenden Lösung für zukünftige Hochgeschwindigkeits-Rechenzentrumsbereitstellungen macht.

Zu den Nachteilen gehören die höheren Anschaffungskosten im Vergleich zu OM4 und der fehlende signifikante Leistungsvorteil in traditionellen 850-nm-Einzelwellenlängen-Anwendungen. Die zukünftige Verbreitung von OM5 wird wahrscheinlich mit der steigenden Nachfrage nach höheren Bandbreiten und der zunehmenden Implementierung der SWDM-Technologie in Rechenzentren und Hochgeschwindigkeitsnetzwerken einhergehen und eine überzeugende Lösung zur Optimierung von Leistung und Infrastruktureffizienz bieten.

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