Monomode-fiber jämfört med multimode-fiber: OS2, OM3, OM4 – en komplett guide till valet

Man skiljer mellan två typer av fiberoptiska kablar — enmodig och multimode — vars fysiska egenskaper helt och hållet avgör prestanda, räckvidd och installationskostnader. Väljer man fel mellan de två alternativen blir resultatet antingen att man överdimensionerar (och betalar i onödan) eller underdimensionerar (och måste göra om allt). Denna guide beskriver de tekniska skillnaderna, standarderna OS1/OS2/OM1 till OM5 samt olika typer av kablar och kontakter, för att ge dig nycklarna till ett välgrundat val.

Enmodig kontra flermodig: den fysikaliska principen

I en optisk fiber fortplantar sig ljuset inuti en glaskärna som omges av en mantel med ett något annorlunda brytningsindex. Denna skillnad i brytningsindex skapar ett fenomen som kallas totalinternreflektion, vilket håller ljussignalen kvar i kärnan.

Den grundläggande skillnaden mellan monomode och multimode ligger i hjärtats storlek :

• Monomodefiber — hjärtat av 9 µm. Så tunn att endast ett utbredningssätt är möjligt: ljuset färdas i en rak linje, utan att studsa. Resultat: ingen modal spridning, avstånd upp till 80 km, teoretiskt obegränsad bandbredd.
• Multimodefiber — hjärtat av 50 µm (OM3/OM4/OM5) eller 62,5 µm (OM1/OM2). Den breda kärnan gör att ljuset kan ta flera olika vägar samtidigt (mod). De olika moderna anländer inte exakt samtidigt — det är modaldispersion, vilket begränsar avstånden och bandbredden.

Nackdelen med denna smala kärna i monomode är att det krävs en mycket precis ljuskälla (DFB-laser) som är dyrare än en LED eller en VCSEL som används i multimode. Det är av denna anledning som Aktiva monomode-utrustningar är dyrare än sina multimod-motsvarigheter — men kablarna i sig är jämförbara i pris.

Monomodefiber: OS1 och OS2

Standarden IEC 60793-2-50 definierar två underkategorier av enkelmodsfibrer för strukturerad kabeldragning:

OS1 (ITU-T G.652) — Tight-buffered monomodefiber, avsedd för installationer inomhus. Dämpning: 0,4 dB/km vid 1310 nm. Typiska avstånd: upp till 10 km med Gigabit Ethernet (1000BASE-LX). OS1-kablar tål inte de mekaniska och miljömässiga påfrestningarna vid utomhusinstallation.

OS2 (ITU-T G.652D) — Enmodig fiber med låg dämpning (low-water-peak), för användning både inomhus och utomhus. Dämpning: 0,2 dB/km vid 1550 nm. Detta är referensstandarden för FTTH-utbyggnader i Frankrike (Orange, SFR, Bouygues) och för långdistansförbindelser. Avstånd: upp till 80 km på aktiva 10GbE-förbindelser.

I vardagligt språk avser ”enmodsfiber” nästan alltidOS2 G.652D. Skillnaden mellan OS1 och OS2 är framför allt relevant för installatörer som måste kontrollera att befintliga kablar uppfyller kraven.

En tredje familj, den G.657, är en vidareutveckling av G.652 som är särskilt utformad för installationer i bostäder:

• G.657.A1 — Minsta krökningsradie 10 mm. För ledningar och rör i standardinstallationer.
• G.657.A2 — minsta krökningsradie 7,5 mm. För trånga utrymmen och skärmade kablar.
• G.657.B3 — minsta krökningsradie 5 mm. För genomskinliga band som fästs längs golvlister och lister.

Multimodefiber: OM1 till OM5

Multimodefibrer klassificeras efter generation, från OM1 (den äldsta) till OM5 (den senaste). Varje generation förbättrar den effektiva modala bandbredden (EMB) och de avstånd som kan uppnås vid höga överföringshastigheter.

OM1 — kärna 62,5/125 µm, orange färg. Bandbredd 200 MHz·km vid 850 nm. Föråldrad för nya installationer — stöder endast Gigabit Ethernet upp till 275 m och 10G endast upp till 33 m. Finns fortfarande i äldre datacenterinstallationer.

OM2 — kärna 50/125 µm, orange. Bandbredd 500 MHz·km vid 850 nm. Gigabit Ethernet upp till 550 m, 10G upp till 82 m. Även denna typ är på väg att fasas ut för nya installationer.

OM3 — kärna 50/125 µm, färg aqua. Bandbredd 2 000 MHz·km vid 850 nm (laseroptimerad). Gigabit Ethernet upp till 1 000 m, 10G upp till 300 m, 40G/100G upp till 100 m. Den nuvarande standarden för datacenter och serverrum med begränsad budget.

OM4 — kärna 50/125 µm, färg lila/erika. Bandbredd 4 700 MHz·km vid 850 nm. 10G upp till 400 m, 40G/100G upp till 150 m, 400G upp till 50 m (med lämpliga moduler). Standard i datacenter med hög densitet.

OM5 — kärna 50/125 µm, färg citrongrön (lime). Stöder WDM med korta våglängder (SWDM) på fyra våglängder (850, 880, 910, 940 nm). Möjliggör 40G och 100G över avstånd som motsvarar OM4 med en enda fiber. Används i infrastrukturer för 400G och högre.

Jämförelsetabell för OS1/OS2/OM1 till OM5

Konstruktionstyper: simplex, duplex, skärmad, utomhus

Utöver fibertypen är det kabelns mekaniska konstruktion som avgör dess installationsmöjligheter:

Simplex — en enda fiber i höljet. Används för enkelriktade eller BiDi-förbindelser (dubbelriktad över en enda fiber tack vare två olika våglängder). FTTH-anslutningskablar för bostäder av typen SC/APC → SC/APC är alltid simplex.

Duplex — två fibrer sida vid sida i samma hölje (eller två sammanfogade höljen). Används för vanliga dubbelriktade förbindelser (en sändningsfiber, en mottagningsfiber). Detta är standarden för datacenteranslutningar av typen LC/UPC → LC/UPC.

Stålskärmad kabel — Ytterhölje förstärkt med en spiralformad ståltråd. Tål gnagare, krossning och mekanisk belastning vid installation i industriella miljöer eller i teknikkanaler. Svårare att böja, större minsta böjningsradie.

Utomhusledning — PE-mantel (polyeten) som är UV-beständig, fuktbeständig och tål temperaturvariationer (-40 °C till +70 °C). Kan grävas ner direkt (”direct burial”-kabel) eller dras ovan jord över korta sträckor. Oumbärlig för förbindelser mellan byggnader.

Anslutningstyper: SC, LC, FC, ST, MPO

Kontakten är det mekaniska gränssnittet som placerar fiberänden i förhållande till porten på den aktiva utrustningen eller kopplaren. Kontakttypen måste stämma exakt överens med porten – en adapter kan användas, men den medför en extra förlust.

SC (abonnentkontakt) — Fyrkantig kontakt med tryckkoppling (push-pull). Storlek 2,5 mm. Den vanligaste i Europa för FTTH-installationer (SC/APC, grön) och nätverksutrustning (SC/UPC, blå). Enkel att hantera, robust, men tar mycket plats.

LC (Lucent Connector) — kompakt format på 1,25 mm, med spärrmekanism. De facto-standard för SFP-, SFP+- och QSFP-moduler i datacenter. Ger dubbelt så hög anslutningstäthet jämfört med SC. Finns i duplexutförande (två sammanfogade klämmor) och simplexutförande.

FC (Ferrule Connector) — skruvanslutning, mycket mekaniskt stabil. Används främst i mätutrustning (OTDR, fotometrar) samt i vibrations- och industriella tillämpningar.

ST (rak spets) — bajonettkoppling med en kvarts varv. En äldre standard för nätverkskablar från 90-talet, som fortfarande förekommer i vissa äldre OM1/OM2-installationer.

MPO / MTP — multifiberkontakt (8, 12 eller 16 fibrer i en enda kontakt). Oumbärligt för 40G- (QSFP+) och 100G- (QSFP28) förbindelser i datacenter med hög densitet. Finns i typ A, B eller C beroende på polaritet.

En minnesregel för enkelmodiga kontakter: SC/APC = grönt (vinkel 8°, FTTH), SC/UPC = blå (planpolering, utrustning), LC/APC = grönt, litet format, LC/UPC = blått, litet format (datacenter, SFP).

Hur väljer man: enfil eller flerfil?

Grundregeln är enkel: avståndet och budgeten avgör.

• Över 500 m → OS2-enmodekabel obligatoriskt. Ingen multimodefiber kan överföra 10G längre än 400 m.
• Mellan 100 m och 500 m vid 10 G → OM4 eller OM3 enligt budgeten. OM4 ger en god marginal.
• Mindre än 100 m vid 10G eller mindre än 300 m vid 1G → OM3 är tillräckligt och billigare än OM4.
• FTTH för bostäder → OS2 G.657 systematiskt (påbjudet av de franska operatörerna).
• Förbindelser mellan byggnader → OS2-kabel för utomhusbruk (avstånd, temperatur, luftfuktighet).
• Datacenter med framtida överföringshastigheter på 400G/800G → OM5 för att förbereda en ökning av dataflödet utan att behöva dra om kablarna.

Ett andra kriterium: typ av aktiv utrustning. Gigabit-switchar i instegsklassen för kontorsbruk använder ofta 850 nm multimode SFP-transceivrar (SX), som är billigare än 1310 nm monomode SFP-transceivrar (LX). Om avståndet inte överstiger 300 m och budgeten för aktiv utrustning är avgörande kan multimode OM3 vara ett rationellt val även när det gäller ny utrustning.

Vanliga frågor – olika typer av optiska fibrer