Зі швидким зростанням мережевого трафіку даних останніми роками відповідні стандарти для багатомодового волокна та його додатків продовжують удосконалювати. Оновлення швидкості Ethernet з 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE до 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE, і в майбутньому буде оновлено до більш високої швидкості 800 GbE / 1.6 TbE; Частота волоконних каналів від 8 GFC / 1 6FC до серійних 32 GFC / 64 GFC та паралельно 1 28GFC / 256 GFC, а також як швидкісний серійний 1 28GFC та паралельний 512 GFC у майбутньому. У той же час багатомодова технологія оптичного модуля поступово переросла від кодування NRZ до 4-рівневого PAM 4 кодування сигналу; від однохвильових джерел світла до багатохвильового мультиплексування, таких як 2-хвильове мультиплексування BiDi технології, 4-хвильове мультиплексування SWDM-технології та майбутнє Можливе 8 мультиплексування довжини хвилі. Крім того, багатомодове волокно має потенціал для MDM, що збільшує пропускну здатність за рахунок використання декількох доступних режимів у багатомодовому волокні.
1. Поточний стан застосувань кабелів у центрах обробки даних
В останні роки попит на мережі центрів обробки даних продовжує зростати. Згідно зі статистикою та прогнозами Cisco, загальний річний темп зростання глобального трафіку центрів обробки даних від 2015 до 2020 буде складовим річним темпом зростання 27%, з яких хмарний центр обробки даних річний темп приросту становитиме 30%. % Стабільне зростання.
В даний час більшість схем проводки ЦОД використовують мідні, багатомодові оптичні пристрої на короткому відстані та одномодові оптичні пристрої. Переважають багатомодальні SR {{{4}} та одномодові PSM {{{4}}. Один з найважливіших показників внутрішнього вибору кабелів у центрі обробки даних - це вартість, а рішення з найнижчою вартістю часто є найбільш вигідним. Тому SR використовується на відстані сотень метрів, а LR використовується на далеких відстанях більше 2 кілометрів. В даний час Alibaba використовує 100 GBASE-SR {{{{{}}}} багатомодове з'єднання з волокнами у своїй мережі і виявляє, що це більш економічно, ніж метод з'єднання на основі одномодового волокна та PSM {{{{ 13}}}} або CWDM 4. Враховуючи масштаби, архітектуру, ємність мережі та вимоги зберігання підприємства&№ 39, локальний центр обробки даних, багатомодове волокно та VCSEL залишаться первинними рішеннями на цьому важливому ринку.
2. OM 5 виробники волокон та альянс SWDM
OM 5 оптичне волокно розширює продуктивність пропускної здатності традиційного ОМ 4 оптичного волокна при 850 нм до 953 нм, використовуючи 4 - мультиплексування короткохвильового поділу довжини хвилі. (SWDM 4) технологія одночасно передавати чотири довжини хвилі на багатомодовому волокні для збільшення пропускної здатності багатомодового волокна до початкових 4 разів, при цьому повністю сумісному.
Як нова технологія, яка може значно збільшити пропускну здатність багатомодового волокна та збільшити відстань передачі, SWDM є самоочевидною для побудови центрів обробки даних та відповідних виробників волокон, пристроїв та обладнання. В даний час членами альянсу є виробники оптичних волокон та електропроводки, такі як YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope тощо, а також включають виробників обладнання, таких як Dell, Huawei, Huasan, Juniper та виробників модулів, таких як Finisar і Lumentum. Альянс випустив Угоди про багатопоточні джерела (MSA) у березні 2017, визначаючи вимоги щодо застосування 40 GE SWDM {{4}} та 100 GE SWDM {{ 6}} і заявив, що в майбутньому це додатково розшириться до 40 0 Гбіт / с додатків.
3. OM 5 Норми, пов'язані з волокнами, оновляють прогрес
OM 5 волокно побудовано на основі волокна OM 3 / OM 4 , і його продуктивність розширена для підтримки декількох довжин хвиль. OM 5 показує майбутнє сталого розвитку багатомодових волоконних систем. Починаючи з 2015, кілька великих міжнародних організацій зі стандартизації додали специфікації для волокна OM 5 та його застосувань.
3. 1 TIA та IEC
Асоціація телекомунікаційної промисловості (TIA) вперше офіційно випустила стандарт волокна TIA-492AAAE в червні 2016, який визначає широкосмуговий багатомодовий волокон (WBMMF), який може підтримувати технологію мультиплексування поділу довжини хвилі в 850 ~ 950 нм-діапазон. У жовтні 2016 було випущено стандарт проводки оптичного волокна ANSI / TIA-568.3-D, а оптичне волокно TIA-492AAAE було затверджено для проводки.
Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) офіційно випустила стандарт IEC 60793-2 - 1 0 ed. {{{{{{}}}} Стандарт волокна 2017, визначивши WBMMF як A {{3} } a. 4 тип волокна та отримав підтримку ISO / IEC для 1 1 80 1. ред. У листопаді 2017 було офіційно оприлюднено стандарт ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 оптичного волокна, і назва цієї проводки з оптичного волокна. було визначено як OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
Стандарт IEEE 802. 3 bs, розроблений у вересні 2016 і офіційно опублікований у грудні 2017, визначає параметри контролю доступу до медіа, фізичний рівень та параметри управління {{ 4}} Gb / s та 400 Gb / s Ethernet, що також є формальним для широкосмугового багатомодового волоконного з'єднання. Він називається" OM 5 " і визначає найкоротшу відстань зв'язку, яку OM 3 / OM 4 / OM 5 тритипне волокно може підтримувати в системі 400 GBASE-SR 16 , як показано в таблиці 1.
Таблиця 1 Найкоротша відстань зв'язку, яку OM {3 / OM 4 / OM 5 три типи оптичного волокна можуть підтримувати в 400 GBASE-SR {{6 }} система
У листопаді 2016 проект IEEE 802. 3 стандарт cd розкрив параметри контролю доступу до носія, фізичний рівень та параметри управління для 50 Гбіт / с, {{ 4}} Gb / s і 200 Gb / s Ethernet, і встановили, що OM 5 волокно може підтримувати більше {{4}} метрів. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 і 200 GBASE-SR 4. Її офіційні стандарти досі обговорюються і планується випустити до 2018.
У листопаді 2017 IEEE 802. 3 встановив наступне покоління {{{{{1 {{2 4}}}}}} Gb / s і {{ 5}} Дослідницька група фізичного рівня багатомодового волокна Gb / s, яка спрямована на використання менш багатомодового волокна, ніж існуючий Ethernet для досягнення {{{{1 {{2 4}}}}}} Gb / s і {{ 5}} Гбіт / с системи. Передача, іменована як&"NGMMF Study Group GG" ;. На першому офіційному засіданні дослідницької групи, що відбувся у січні 2018, два варіанти 400 GBASE-SR 8 або 400 GBASE-SR {{1 {{2 { {30}}}}}}. 2 було запропоновано замінити 400 GBASE-SR 16 на підтримку 400 G Ethernet. Рішення 400 GBASE-SR 8 використовує 8 пари оптичних волокон, які в повній мірі можуть використовувати переваги існуючої технології (використовуючи VCSEL, більш дружні до PAM {{1 {{2 4}}}}). Цільова довжина хвилі - 850 нм. В даний час існує кілька пакетів оптичних модулів для QSFP-DD, OSFP та COBO 8-Lane. 400 GBASE-SR {{1 {{2 4}}}. 2 Рішення використовує {{1 {{2 4}}}} пари оптичних волокон і підтримує той самий метод проводки, що і існуючий 100 GBASE-SR {{1 {{2 4}}}}}. Кожне волокно передає 2 довжини хвиль. Також використовується технологія модуляції PAM {{1 {{2 4}}}}}. Цільова довжина хвилі - 850 нм, а більша довжина хвилі. Джерело світла. Рішення 400 GBASE-SR {{1 {{2 4}}}. 2 більше підходить для проводки за допомогою волокна OM 5 , який може підтримувати декілька довжин хвиль.
4. Застосування та майбутня розробка волокна OM 5
Первісна мета проекту OM 5 - відповідати вимогам мультиплексування для мультиплексування розподілу довжин хвиль (WDM) для багатомодових систем передачі. Тому його найцінніше застосування - в області мультиплексування короткохвильового поділу довжини хвилі. В даний час однохвильові багатохвильові оптичні модулі 50 Gb / s на основі багатомодового волокна знаходяться здебільшого на стадії досліджень та розробок. Лише кілька виробників оптичних модулів можуть надати невелику кількість зразків, але лише для внутрішніх експериментів. PAM {{4}} Модуляція може забезпечити однохвильову швидкість 50 Gb / s на основі існуючого 25 Gb / s VCSEL. Двохвильова двонаправлена технологія (BiDi) та чотирихвильове мультиплексування (SWDM 4) зменшують кількість волокна, що використовується на половину та три чверті для високошвидкісних мереж Ethernet вище 100 Gb / s відповідно.
Дослідники виявили, що за допомогою включення відповідних елементів фтору в основний шар оптичного волокна різницю в оптимальному альфа-значенні, що відповідає різній довжині хвилі, можна зменшити, так що пропускна здатність&"є ультраширокосмуговим багатомодовим волокном GG"; у всьому діапазоні довжин хвиль 850 ~ 1050 нм можна вдосконалити. Цей результат доводить, що&"Ultra-Broadband Multimode Fiber GG"; має можливість підтримувати 8 канали мультиплексування з поділом довжини хвилі з інтервалом 30 нм у вікні 850 ~ 1050 нм.
За останні три роки різні виробники оптичних волокон та виробники оптичних модулів повідомили про останні результати передачі OM 5 та&"ультраширокосмугового багатомодового оптичного волокна GG"; за підтримки PAM 4 технології модуляції та технології мультиплексування поділу довжин хвиль, як показано в таблиці 2. Згідно з повідомленнями експериментальних результатів, волокна OM 5 достатньо для підтримки 100 Gb / s, 2 00Gb / s та багатохвильових систем передачі 400 Gb / s понад { {9}} метрів.
Крім того, завдяки оптимізованій конструкції багатомодове волокно 50 мкм може отримати зворотну затримку групи диференціального режиму (DMGD), ніж волокно низького режиму, у вікні 1550 нм для множинного введення-множинного виходу ( MIMO) режим мультиплексування поділу режимів (MDM)) У системі, тим самим збільшуючи ємність оптичного волокна в кілька разів, що доводить потенціал багатомодового оптичного волокна для модульного поділу мультиплексування в майбутньому.
Останній повідомляв про перебіг експерименту передачі PAM 4
Висновок
Багатомодове волокно завжди було ефективним і гнучким середовищем передачі, і безперервний розвиток нового прикладного потенціалу багатомодового волокна дозволяє адаптувати його до швидкісних мереж передачі. Багатомодове волокно з VCSEL має переваги: низька вартість зв'язку, низьке енергоспоживання та більша доступність, що робить його найбільш економічним рішенням центру обробки даних для більшості клієнтів підприємств. Постійне та стабільне зростання попиту на хмарні центри обробки даних та локальні центри обробки даних підприємства надають широку перспективу ринку економічно ефективних багатомодових волоконних рішень. OM 5 рішення волокна, визначене новим галузевим стандартом, оптимізовано для багатохвильових трансиверів SWDM та BiDi, забезпечуючи більш тривалі канали передачі та межі оновлення мережі для високошвидкісних мереж передачі вище 100 Гбіт / с.
