多模电缆—实现高带宽数据传输

来源：•作者：线束世界•2025-01-07 10:41

多模电缆是一种光缆，旨在同时传输多个光模式或路径，从而在相对较短的距离内实现高带宽数据传输，通常用于数据中心和局域网。

光纤最早是在 1950 年代和 1960 年代由高锟和乔治霍克姆等研究人员开发的，他们展示了使用玻璃光纤传输光信号的潜力。最初，这些光纤是单模的，这意味着它们可以沿单条路径传输光。接下来开发了多模光纤，以允许多个光模式（路径）同时通过光纤传播。这一发展提高了光纤网络的数据承载能力和传输速度。在 1970 年代，随着康宁玻璃厂和贝尔实验室等公司和研究机构在推动该技术发展方面发挥了关键作用，多模光纤的发展取得了重大进展。通过优化纤芯直径和折射率曲线，他们改善了长距离的透光特性。

多模电缆的类型

多模光纤电缆有多种类型，按芯径和带宽能力分类。OM1 的芯径为 62.5 微米，支持短距离高达 1 Gb/s 的以太网速度。OM2 具有 50 微米内核，可提供更高的带宽，适用于快速以太网和千兆以太网应用。OM3 和 OM4 也是 50 微米内核，专为 10 Gb 以太网等更高速度而设计，OM4 在这些速度下支持更长的距离。OM5 是一种较新的功能，支持多种波长，可在更远的距离上增加网络容量，称为宽带多模光纤（WBMMF）。每种类型都是根据光通信网络中的特定性能需求（例如速度要求和传输距离）选择的。

设计说明

标准化

多模电缆受 SO/IEC 标准的约束，涵盖纤芯直径、数值孔径、衰减和带宽等参数;网络安装的 TIA/EIA 标准;IEEE 标准;以及国际电信联盟 – 电信标准化部门（ITU-T）与光纤通信相关的建议书。

材料规格

多模光纤电缆通常由芯径为 50 微米或 62.5 微米的石英玻璃芯和直径为 125 微米的包层组成。与包层相比，纤芯的成分设计为具有更高的折射率，从而产生全内反射以引导光穿过光纤。OM1 和 OM2 光纤的纤芯直径分别为 62.5 和 50 微米，而 OM3、OM4 和 OM5 光纤的纤芯为 50 微米，针对更高的带宽和性能进行了优化。包层通常由折射率较低的纯二氧化硅制成，允许光线保持在纤芯内。光纤涂有保护性聚合物层，可提供机械强度和环境保护，这对于在各种安装环境中保持信号完整性和耐用性至关重要。此外，光纤连接器和电缆是标准化的，以确保不同网络系统之间的兼容性和性能。

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JPC 的 200G QSFP56 是一种有源光缆（AOC）。每个通道采用 26.5625Gbd PAM4 调制方案运行，通过 OM3 多模光纤的传输距离可达 100 米。

物理性质

多模光纤电缆由聚合物涂层保护，具有机械弹性和耐环境性，外护套提供额外的保护和阻燃性，多模光纤支持可靠和高性能的光通信网络，由 LC、SC 和 ST 等兼容的光纤连接器提供便利。

环境特性

多模电缆的外护套通常由 PVC 或 LSZH（低烟零卤素）等材料制成，可提供防潮、耐磨和防火危险，同时最大限度地减少燃烧时的烟雾和有毒物质排放。这种设计不仅提高了室内安装的安全性，还满足了减轻环境影响的严格法规要求。此外，纤维本身使用坚固的聚合物涂层可确保抵抗湿度和温度变化等环境因素，从而长时间保持信号完整性。这些功能共同促进了多模光纤网络的可持续性和使用寿命。

电气特性

光纤的纤芯和包层材料（通常是石英玻璃）提供出色的绝缘和信号传输特性，确保将电气干扰和串扰降至最低。此外，多模光纤旨在支持各种信号频率和调制方案，使其适用于从局域网（LAN）和数据中心到高速电信的各种应用。

市场和应用

数据通信/电信，军事和航空航天，工业，运输

多模光纤在 1970 年代末和 1980 年代开始广泛用于电信和数据网络。它们可在较短的距离内实现更高的带宽，使其适用于与长距离电信相比距离相对较短的建筑物和园区内的应用。

随着时间的推移，材料、制造技术和信号处理技术的进步不断提高多模光纤的性能和可靠性。如今，多模光纤广泛用于局域网（LAN）、数据中心和跨市场的其他高速通信应用。

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