На данный момент тех, кто уделяет внимание разработке IEEE802.3, больше не будет беспокоить отсутствие методов передачи, поскольку в настоящее время разрабатывается или стандартизируется большое количество частично перекрывающихся решений. Теперь это предсказуемо: не все решения могут достичь коммерческого успеха.
В этой среде пользователи, кажется, настроены «ждать и видеть», потому что невозможно объяснить, почему волоконная магистраль по-прежнему работает около 10G. Эта технология практически не изменилась с 2002 года. Благодаря разработке новых технологий магистральная сеть может быть наконец заменена с помощью технологии мультиплексирования с разделением по длине волны многомодового волокна. Следующее объяснит ожидание этой новой технологии.
Есть ли у нас резервы инвестиций в оптические сети?
Медные кабели для передачи данных, которые обычно считаются имеющими ограниченный потенциал передачи, по-прежнему популярны: они не только охватывают всю локальную сеть здания как ИТ-инфраструктуру, но также предоставляют точку доступа к беспроводной локальной сети и соединяют распределенные технологии строительства с сетью. только это, он также может быть использован для питания POE. Локальная сеть в настоящее время рассчитана на 10G (тип EA), которая является стандартизированной технологией 10GBase-T с 2006 года.
Однако большинство оптоволоконных средств и локальных сетей, которые предоставляют эти горизонтальные структуры, работают только на уровне 10G, то есть стандартизированной технологии 10GBase-SR с 2002 года. Это несовместимо с логикой Ethernet LAN: для этой цели Для безопасной работы магистральная сеть должна быть в более быстром «состоянии» с точки зрения скорости, чем ее сеть доступа. Для этого требуется внедрение новейшей технологии 40GBase-SR4, стандартизированной с 2010 года.
В настоящее время приемопередатчики 40G широко используются в крупных центрах обработки данных или магистральных сетях вместо использования 4-полосных приемопередатчиков 10G. Этот режим не увеличивает требования к скорости линии для каждой пары волокон. Это имеет смысл с экономической точки зрения, но технически это временная мера.
Внедрение 8 многомодовых оптоволоконных параллельных кабелей (с четырьмя параллельными направляющими каналами 10 Гбит / с) - технологический скачок. Поддержка использования классической технологии двухволоконной топологии приведет к более высокой сложности и отсутствию опыта эксплуатации и обслуживания, которые не могут удовлетворить долгосрочные требования к производительности технологии подключения MPO. Кроме того, еще одной проблемой является ограниченный бюджет ссылки. Время развертывания 40G истекло не только из-за иерархической структуры сети, но и потому, что приемопередатчик 40G достиг приемлемого уровня цен, создавая предпосылки для этих инвестиций.
В настоящее время мы должны признать, что наш потенциал технологического развития столкнулся с узким местом. Например, использование источника сигнала и приемника на паре оптических волокон не может непрерывно передавать данные более 100G. Фактически мы используем многоканальный метод параллельного соединения для обработки. В дополнение к версии с многослойным полным каналом передачи (оптический кабель-приемник) существует также решение для подключения оптических каналов параллельно оптоволоконному каналу во всех направлениях. Это метод WDM (мультиплексирование с разделением по длине волны), который используется в области технологий передачи данных по всему миру уже более 15 лет. Эта технология использует 1550 нанометров в качестве центральной длины волны и фиксированный интервал 50 ГГц или 100 ГГц между каждой волной. Недавно технология WDM достигла определенного прогресса на коротких волнах от 850 до 950 нм, также известных как (Shortwave-CWDM) или SWDM.
Широкополосное многомодовое волокно SWDM
Сегодня многомодовое волокно OM3 и OM4 (MMF) является предпочтительным средством для приложений Ethernet и Fibre Channel (модуляция NRZ работает при 850 нм). Если вы хотите увеличить скорость передачи данных, эффективная пропускная способность ограничена модальной дисперсией MMF и низкой пропускной способностью VCSEL. Чтобы преодолеть это ограничение, для увеличения пропускной способности необходимы параллельные оптоволоконные линии, работающие на скорости линии 10G и 25 Гбит / с. Однако этот подход требует инфраструктуры, основанной на технологии мультиволоконной связи (MPO). Чтобы продолжать использовать проверенную двухволоконную структуру, решение 100 Гбит / с и выше, одной MMF может быть предоставлен приоритет. В этом случае может использоваться технология WDM. Напротив, OM4-MMF имеет более высокую модальную полосу пропускания, но его диапазон длин волн относительно узок, всего 850 нм, что ограничивает его возможности WDM. Наиболее экономичным режимом работы как минимум для четырех каналов WDM (каждый канал 25 Гбит / с) должны быть широкополосные широкополосные MMF с расширенным диапазоном длин волн 100 нанометров. Учитывая обратную совместимость, длина волны 850 нм остается неизменной, поэтому появляется рабочее окно от 850 до 950 нм (см. Рисунок 1). Производительность MMF в системе связана с эффективной шириной полосы, которая зависит от эффективной ширины полосы пропускания (EMB) и дисперсии. 
Чтобы обеспечить постоянную эффективную ширину полосы 2000 МГц * км, EMB должна составлять 4,700 МГц * км при 850 нм и не менее 2,700 МГц * км при 950 нм (см. Рисунок 2). Оптимизируя профиль ядра и оптимизируя параметр α в стекле ядра GI, пик EMB преобразуется в 880 нм, и реализуются широкополосные MMF, которые соответствуют этой спецификации.
Технический прототип широкополосных ММФ был измерен с использованием перестраиваемого титанового сапфирового лазера в различных диапазонах длин волн от 850 до 950 нм. Полученный типичный EMB показан на рисунке 2 и сравнен с OM4-MMF. Кривая показывает пик EMB при 875 нм оптимизированных широкополосных MMF, тогда как стандартная MMF OM4 демонстрирует более узкое распределение EMB при 850 нм. Следовательно, широкополосные MMF отвечают требованиям спецификации EMB, в то время как стандарт OM4-MMF не может соответствовать требованиям около 900 нанометров. 
Чтобы продемонстрировать возможности WDM широкополосных MMF в существующих и будущих системных приложениях, были проведены испытания BER при 850 и 980 нм и 28 Гбит / с. Оценка частоты ошибок по битам (BER) показывает, что резерв мощности, необходимый после достижения 100-метровой передачи, достигнут. Кроме того, BER был измерен с использованием коммерчески доступного дуплексного приемопередатчика 40 Гбит / с с 2 каналами WDM (20 Гбит / с), работающего на 850 и 980 нм соответственно. Поэтому безошибочная передача до 300 м (BER <10-12) может="" быть="" получена="" через="" широкополосную="" mmf,="" что="" эквивалентно="" двойному="" диапазону=""> В диапазоне от 850 до 980 нанометров 4 канала WDM (25,8 Гбит / с) с расстоянием 30 нанометров и пропускной способностью 100G могут обеспечить безошибочную передачу 200 м.
Емкость может быть дополнительно увеличена путем внедрения расширенных форматов модуляции (таких как PAM-4). В лаборатории была успешно достигнута передача широкополосной MMF со скоростью 180 Гбит / с (с четырьмя WDM-сигналами PAM-4 45 Гбит / с), и ее BER превысил 300 м, тогда как при OM4-MMF максимум составлял всего 150 м. Эти результаты показывают, что широкополосные MMF достигают данных производительности 40, 100 или 200 Гбит / с без необходимости использования инфраструктуры параллельного волокна.
Сравнение стоимости
Для 40GBase-x пользователи имеют несколько вариантов сетевых операций. Благодаря стандартизированному формату оболочки QSFP +, наиболее рентабельная версия трансивера может быть подключена и играть в соответствии с различными расстояниями передачи. Общий шаблон был подтвержден:
При той же скорости передачи данных цена на трансивер SM (40Gbase-LR4) на 200-400% выше, чем цена на трансивер MM (40Gbase-SR4).
Разница между двумя трансиверами составляет не менее 600 евро, что удваивает стоимость всей пассивной проводки (ссылка).
Поэтому, если это технически возможно, волоконно-оптическая магистраль на основе MMF является более экономичным решением.
Некоторые пользователи обеспокоены тем, что технология SWDM трансивера вызовет много дополнительных затрат. Простое сравнение (рис. 3) показывает, что основные факторы стоимости являются плоскими или даже более экономичными в некоторых отношениях. 
В этом случае первый коммерчески доступный приемопередатчик SWDM оказался в центре внимания. Они не только расширили выбор трансиверов за счет дальнейших улучшений, но также позволили использовать проверенные LC-штекеры для поддержания инфраструктуры 2-MMF на уровнях мощности 40 и 100G.
вывод
Уже есть пользователи, планирующие обновление до 40GbE и выше Ethernet. Подавляющее большинство приложений являются магистральными устройствами порт-порт. Двухволоконный OM3 каждой линии применялся во многих случаях, и обновление системы обычно выполняется пошагово. Вышеупомянутая широкополосная MMF полностью обратно совместима с предыдущими MMF OM2, OM3 и даже OM4, и у нее нет никаких других требований к подключению аппаратного обеспечения, кроме традиционных технологий, что является основным преимуществом. Это позволяет широкополосной MMF экономически преобразовывать существующие сети 10G в экономически эффективные сети 40G и 100G и в будущем может быть модернизирован до 200G. В то же время широкополосная MMF была определена как MMF следующего поколения по стандарту IEEE802.3 и будет поддерживаться в будущей формулировке сетевых стандартов.
Для тех, кто не может игнорировать стоимость магистралей локальной сети и сети постоянного тока, MM-волокно незаменимо. Новая технология широкополосной MMF обеспечивает экономически эффективную технологию передачи, которая облегчает решение проблем дуплексной инфраструктуры LC. Широкополосная MMF стала стандартным волокном MM в условиях IEC и TIA и будет определена как категория оптического кабеля OM5 в следующей редакции ISO / IEC11801. Его первые коммерческие продукты уже доступны на рынке.
