В связи с быстрым ростом сетевого трафика данных в последние годы соответствующие стандарты для многомодового волокна и его приложений продолжали обновляться. Повышение скорости Ethernet с 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE до 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE и в будущем будет модернизирован до более высокой скорости 800 GbE / карere карманный мир. Скорость Fibre Channel от 8 GFC / 1 6FC до последовательной 32 GFC / 64 GFC и параллельной 1 28GFC / 256 GFC, а также как высокоскоростной серийный 1 28GFC и параллельный 512 GFC в будущем. В то же время технология многорежимного оптического модуля постепенно перешла от кодирования NRZ к кодированию сигналов PAM 4 на 4 уровнях; от источников света с одной длиной волны до многочастотного мультиплексирования, такого как 2-волновое мультиплексирование, технология BiDi, 4-волновое мультиплексирование, технология SWDM и будущее возможное 8 мультиплексирование по длине волны. Кроме того, многомодовое волокно обладает потенциалом для MDM, что увеличивает пропускную способность за счет использования нескольких доступных режимов в многомодовом волокне.
1. Текущее состояние кабельных приложений в дата-центрах
В последние годы спрос на сети центров обработки данных продолжал расти. Согласно статистическим данным и прогнозам Cisco, общий годовой темп роста трафика глобальных центров обработки данных от 2015 до 2020 составит совокупный годовой темп роста 27%, из которых облачный центр обработки данных годовой темп роста составит 30%. % Стабильный рост.
В настоящее время в большинстве схем проводки центров обработки данных используются медные, многомодовые оптические устройства на короткие расстояния и одномодовые оптические устройства на большие расстояния. Преобладают многомодовые решения SR {4}} и одномодовые решения PSM {{4}}. Одним из наиболее важных показателей выбора внутренней кабельной системы в центре обработки данных является стоимость, и решение с наименьшей стоимостью часто является наиболее выгодным. Таким образом, SR используется для расстояний в сотни метров, а LR используется для больших расстояний более 2 километров. В настоящее время Alibaba использует многомодовое оптоволоконное соединение 100 GBASE-SR {{4}} в своей сети и считает, что оно более рентабельно, чем метод соединения, основанный на одномодовом оптоволокне и PSM {{{{ 13}}}} или CWDM 4. Учитывая масштаб, архитектуру, емкость сети и требования к хранилищу предприятия 0010010 # 39, локальный центр обработки данных, многомодовое волокно и VCSEL останутся основными решениями на этом важном рынке.
2. Производители волокна OM 5 и альянс SWDM
Оптическое волокно OM 5 расширяет пропускную способность традиционного оптического волокна OM 4 от 850 нм до 953 нм, используя 4 - мультиплексирование с коротковолновым разделением по длине волны (SWDM 4) технология для одновременной передачи четырех длин волн по многомодовому волокну для увеличения пропускной способности многомодового волокна до первоначального 4 раз при полной обратной совместимости.
Как новая технология, которая может значительно увеличить пропускную способность многомодового волокна и увеличить расстояние передачи, SWDM самоочевидна для строительства центров обработки данных и связанных с ними производителей волокон, устройств и оборудования. В настоящее время членами альянса являются производители оптического волокна и электропроводки, такие как YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope и т. Д., А также производители оборудования, такие как Dell, Huawei, Huasan, Juniper, и производители модулей, такие как Finisar и Lumentum. Альянс опубликовал Соглашение о множестве источников (MSA) в марте 2017, определяя требования к приложениям 40 GE SWDM {{4}} и 100 GE SWDM {{ 6}}, и заявил, что в будущем он расширится до приложений 40 0 Гбит / с.
3. OM 5 Обновление стандартов, связанных с волокном
Волокно OM 5 построено на основе волокна OM 3 / OM 4 , и его производительность расширена для поддержки нескольких длин волн. OM 5 показывает будущее устойчивого развития многомодовых волоконных систем. После 2015 несколько крупных международных организаций по стандартизации добавили спецификации для волокна OM 5 и его приложений.
3. 1 TIA и IEC
Ассоциация индустрии телекоммуникаций (TIA) первой в июне официально выпустила стандарт волокна TIA-492AAAE 2016, который определяет широкополосное многомодовое волокно (WBMMF), которое может поддерживать технологию мультиплексирования с разделением по длине волны в 850 ~ 950 нм. В октябре 2016 был выпущен стандарт структурированной оптоволоконной сети ANSI / TIA-568.3-D, а оптическое волокно TIA-492AAAE было одобрено для проводки.
В августе 2017 Международная электротехническая комиссия (МЭК) официально опубликовала стандарт волокна {60 {{}}} {1}} стандарта {60 {}} {0 {}} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {}} {} {}} {WBMMF } a. 4 типа волокна и получил поддержку ISO / IEC для 1 1 80 1. редактор В ноябре 2017 был официально выпущен стандарт ИСО / МЭК 1 1 80 1 - 1 на оптоволоконные кабели, и название этой оптоволоконной проводки был определен как OM 5.
3. 2 {IEEE {2}}. 3
Стандарт IEEE 802. 3 bs, разработанный в сентябре 2016 и официально выпущенный в декабре 2017, определяет параметры управления доступом к среде, физический уровень и параметры управления {{ 4}} Гбит / с и 400 Гбит / с Ethernet, который также является формальным для широкополосной многомодовой оптоволоконной проводки. Он называется 0010010 quot; OM 5 & quot; и задает кратчайшее расстояние канала, которое может поддерживать волокно трех типов OM 3 / OM 4 / OM 5 в системе 400 GBASE-SR 16 , как показано в таблице 1.
Таблица 1 Самое короткое расстояние связи, которое OM 3 / OM 4 / OM 5 три типа оптического волокна могут поддерживать в 400 GBASE-SR {{6 }} система
В ноябре 2016 проект стандарта IEEE 802. 3 cd раскрыл параметры управления доступом к среде, физический уровень и параметры управления для 50 Гбит / с, {{ 4}} Гбит / с и 200 Гбит / с Ethernet, и предусматривается, что оптоволокно OM 5 может поддерживать более {{4}} метров. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 и 200 GBASE-SR 4. Его официальные стандарты все еще обсуждаются и должны быть опубликованы в 2018.
В ноябре 2017 IEEE 802. 3 создал физический уровень многомодового волокна {{4}} следующего поколения {4} исследовательская группа, которая стремится использовать меньше многомодового оптоволокна по сравнению с существующим Ethernet для достижения систем {{4}} Гбит / с и 400 Гбит / с. Передача, называемая 0010010 "; Исследовательская комиссия NGMMF 0010010 ". На первом официальном собрании исследовательской комиссии, состоявшемся в январе 2018, два варианта: 400 GBASE-SR 8 или 400 GBASE-SR 4. { {17}} было предложено заменить 400 GBASE-SR 16 для поддержки 400 G Ethernet. В решении 400 GBASE-SR 8 используются пары 8 оптических волокон, которые могут в полной мере использовать преимущества существующей технологии (используя VCSEL, которые более дружественны к PAM {{16 }}). Целевая длина волны составляет 850 нм. В настоящее время существует несколько пакетов оптических модулей для QSFP-DD, OSFP и COBO 8-Lane. Решение 400 GBASE-SR 4. 2 использует 4 пары оптических волокон и поддерживает тот же метод подключения, что и существующий 100 GBASE-SR {{ 16}} решение. Каждое волокно передает 2 длин волн. Также используется технология модуляции PAM 4. Целевая длина волны составляет 850 нм и длиннее длина волны. Источник света. Решение 400 GBASE-SR 4. 2 больше подходит для подключения с использованием волокна OM 5 , которое может поддерживать несколько длин волн.
4. Применение и дальнейшее развитие волокна OM 5
Первоначальное намерение конструкции волокна 5 OM состоит в том, чтобы удовлетворить требования мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) для многомодовых систем передачи. Поэтому его наиболее ценным применением является область коротковолнового мультиплексирования с разделением по длине волны. В настоящее время многоволновые оптические модули с одной длиной волны 50 Гбит / с на основе многомодового волокна в основном все еще находятся на стадии исследований и разработок. Только несколько производителей оптических модулей могут предоставить небольшое количество образцов, но только для внутренних экспериментов. Модуляция PAM {{4}} может обеспечить скорость одиночной волны 50 Гбит / с на основе существующего VCSEL 25 Гбит / с. Двухволновая двунаправленная (BiDi) технология и технология четырехволнового мультиплексирования (SWDM 4) сокращают количество волокна, используемого на половину и три четверти для высокоскоростных линий Ethernet, выше 100 Гб / с. с соответственно.
Исследователи обнаружили, что благодаря включению соответствующих фторсодержащих элементов в сердцевинный слой оптического волокна, разница в оптимальном альфа-значении, соответствующем разным длинам волн, может быть уменьшена, так что полоса пропускания сверхширокополосного многомодового волокна 0010010 0010010 Quot; во всем диапазоне длин волн 850 ~ 1050 нм можно улучшить. Этот результат доказывает, что 0010010 "сверхширокополосное многомодовое волокно" 0010010 "; имеет возможность поддерживать 8 каналов мультиплексирования с разделением по длине волны с интервалом 30 нм в окне 850 ~ 1050 нм.
За последние три года различные производители оптического волокна и производители оптических модулей сообщили о последних результатах передачи OM 5 и 0010010 "сверхширокополосного многомодового оптического волокна 0010010 "; при поддержке технологии модуляции PAM 4 и технологии мультиплексирования с разделением по длине волны, как показано в таблице 2. Исходя из опубликованных экспериментальных результатов, волоконно-оптический кабель 5 достаточен для поддержки многолучевых систем передачи 100 Гбит / с, 2 00 Гбит / с и 400 Гбит / с. {11}} метров.
Кроме того, благодаря оптимизированной конструкции многомодовое волокно с диаметром 50 мкм может получить более низкую дифференциальную групповую задержку режима (DMGD), чем волокно с низкой модой в окне 1550 нм для множественного ввода-вывода ( MIMO) мультиплексирование с разделением мод (MDM)) В системе, тем самым, увеличивается пропускная способность оптического волокна в несколько раз, что доказывает потенциал многомодового оптического волокна для модульного мультиплексирования с разделением в будущем.
Последнее сообщение о ходе эксперимента по передаче PAM 4
Вывод
Многомодовое волокно всегда было эффективной и гибкой средой передачи, и постоянное развитие нового прикладного потенциала многомодового волокна может адаптировать его к высокоскоростным сетям передачи. Многомодовое волокно с VCSEL обладает преимуществами низкой стоимости линии связи, низкого энергопотребления и более высокой доступности, что делает его наиболее экономичным решением для центра обработки данных для большинства корпоративных клиентов. Непрерывный и стабильный рост спроса на облачные дата-центры и корпоративные локальные дата-центры обеспечивает широкие рыночные перспективы для экономичных многомодовых оптоволоконных решений. Оптоволоконное решение OM 5 , определенное новым отраслевым стандартом, оптимизировано для многоволновых приемопередатчиков SWDM и BiDi, обеспечивая более длинные линии передачи и запасы для модернизации сети для высокоскоростных сетей передачи со скоростью выше 100 Гбит / с.
