Odată cu creșterea rapidă a traficului de date din rețea, în ultimii ani, standardele relevante pentru fibra multimodă și aplicațiile sale au continuat să se actualizeze. Actualizarea ratei Ethernet de la 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE la 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE, iar în viitor va fi modernizat la o viteză mai mare 800 GbE / plak_ {0}}. Patru 9 01.TbE; Rata canalului de fibre de la 8 GFC / 1 6FC la serial 32 GFC / 64 GFC și paralel 1 28GFC / 256 GFC, de asemenea ca serie de viteză mai mare 1 28GFC și paralel 512 GFC în viitor. În același timp, tehnologia modulelor optice multi-mod a evoluat treptat de la codarea NRZ la codarea semnalului PAM 4 la 4 niveluri; de la surse de lumină cu o singură lungime de undă la multiplexare cu mai multe lungimi de undă, cum ar fi tehnologia BiDi cu multiplexare în 2 unde, tehnologie SWDM cu multiplexare cu 4 unde și viitor multiplexare posibilă 8. În plus, fibra multimodă are potențialul pentru MDM, ceea ce crește capacitatea de transmisie profitând de mai multe moduri disponibile în fibra multimodă.
1. Starea actuală a aplicațiilor de cablare în centrele de date
În ultimii ani, cererea pentru rețele de centre de date a continuat să crească. Conform statisticilor și predicțiilor Cisco, rata generală de creștere anuală a traficului global de centre de date de la 2015 la 2020 va fi o rată anuală de creștere compusă de 27%, din care centrul de date cloud rata anuală de creștere va fi 30%. % Creștere stabilă.
În prezent, majoritatea schemelor de cablare a centrelor de date utilizează dispozitive optice cu cupru, cu distanță scurtă și dispozitive optice cu un singur mod de distanță lungă. Soluțiile multimodale SR {{4}} și soluțiile PSM cu un singur mod {{4}}} domină. Unul dintre cei mai critici indicatori ai selecției cablurilor interne în centrul de date este costul, iar soluția cu cel mai mic cost este adesea cea mai avantajoasă. Prin urmare, SR este utilizat pentru distanțe de sute de metri, iar LR este utilizat pentru distanțe lungi de mai mult de 2 kilometri. Alibaba utilizează în prezent 100 GBASE-SR {{{4}} conexiune de fibre multimode în rețeaua sa și constată că este mai rentabilă decât metoda de conectare bazată pe fibre cu un singur mod și PSM {{{{ 13}}}} sau CWDM 4. Având în vedere amploarea, arhitectura, capacitatea rețelei și necesitățile de stocare ale întreprinderii&# 39, centrul de date local, fibra multimodă și VCSEL vor rămâne soluțiile primare pe această piață importantă.
2. Producători de fibre OM 5 și alianță SWDM
Fibra optică OM 5 extinde performanța de lățime de bandă a fibrei optice OM tradiționale 4 la 850 nm până la 953 nm, folosind 4 - multiplexarea cu diviziune de undă scurtă a lungimii de undă (SWDM 4) tehnologie pentru a transmite simultan patru lungimi de undă pe o fibră multimodă pentru a crește capacitatea de transmisie a fibrei multimode până la original 4 ori, în același timp compatibil înapoi.
Fiind o nouă tehnologie care poate crește mult capacitatea de transmisie a fibrelor multimode și crește distanța de transmisie, SWDM este evident pentru construcția de centre de date și a producătorilor de fibre, dispozitive și echipamente aferente. În prezent, membrii alianței includ producători de fibre optice și cablaje precum YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope etc., și includ, de asemenea, producători de echipamente precum Dell, Huawei, Huasan, Juniper și producători de module precum Finisar și Lumentum. Alianța a lansat Acordul cu mai multe surse (MSA) în martie 2017, definind cerințele aplicației din 40 GE SWDM {{4}}} și 100 GE SWDM {{ 6}} și a declarat că se va extinde în continuare la 40 aplicații 0Gb / s în viitor.
3. Standardele legate de fibre OM 5 actualizează progresul
Fibra OM 5 este construită pe baza fibrei OM 3 / OM 4 , iar performanța sa este extinsă pentru a susține mai multe lungimi de undă. OM 5 arată viitorul dezvoltării durabile a sistemelor cu fibre multimode. Începând cu 2015, mai multe organizații majore de standarde internaționale au adăugat specificații pentru fibra OM 5 și aplicațiile sale.
3. 1 TIA și IEC
Asociația Industriei Telecomunicațiilor (TIA) a fost prima care a lansat oficial standardul de fibre TIA-492AAAE în iunie 2016, care definește o fibră multimodă cu bandă largă (WBMMF) care poate suporta tehnologia de multiplexare a diviziunii lungimii de undă în 850 ~ 950 bandă nm. În octombrie 2016, standardul de cablare structurat în fibră optică ANSI / TIA-568.3-D a fost lansat, iar fibra electrică TIA-492AAAE a fost aprobată pentru cablare.
Comisia Internațională Electrotehnică (IEC) a lansat oficial IEC 60793-2 - 1 0 ed. {{1}} standard de fibre în august 2017, definind WBMMF drept A {{3} } a. 4 tip de fibră și a primit suport ISO / IEC pentru 1 1 80 1. ed. În noiembrie 2017, ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 standard de cablare a fibrelor optice a fost lansat oficial, iar numele acestui cablaj cu fibre optice a fost determinat să fie OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
Standardul IEEE 802. 3 bs, redactat în septembrie 2016 și lansat oficial în decembrie 2017, definește parametrii controlului accesului media, stratul fizic și parametrii de gestionare din {{ 4}} Gb / s și 400 Gb / s Ethernet, care este, de asemenea, formal pentru cablurile de fibre multimode cu bandă largă. Se numește" OM 5 " și specifică cea mai scurtă distanță de legătură pe care o poate suporta fibra de trei tipuri OM 3 / OM 4 / OM 5 în 400 GBASE-SR 16 , ca prezentat în tabelul 1.
Tabelul 1 Cea mai scurtă distanță de legătură pe care trei tipuri de fibre optice OM 3 / OM 4 / OM 5 pot suporta în 400 GBASE-SR {{6 }}sistem
În noiembrie 2016, schița IEEE 802. 3 standardul CD a dezvăluit parametrii controlului accesului media, stratul fizic și parametrii de gestionare pentru 50 Gb / s, {{ 4}} Gb / s și 200 Gb / s Ethernet și au stipulat că fibra OM 5 poate suporta mai mult de {{4}} metri. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 și 200 GBASE-SR 4. Standardele sale oficiale sunt încă în dezbatere și sunt programate să fie lansate în 2018.
În noiembrie 2017, IEEE 802. 3 au stabilit următoarea generație {{{{1 {{2 4}}}}}} Gb / s și {{ 5}} Grup de cercetare în strat fizic cu fibre multimode Gb / s, care își propune să utilizeze mai puțină fibră multimodă decât Ethernet existent pentru a realiza {{{{1 {{2 4}}}}}} Gb / s și {{ 5}} sisteme Gb / s. Transmisia, denumită GG; NGMMF&Group Study&;. La prima ședință oficială a grupului de studiu care a avut loc în ianuarie 2018, două opțiuni de 400 GBASE-SR 8 sau 400 GBASE-SR {{1 {{2 { {30}}}}}}. 2 au fost propuse să înlocuiască 400 GBASE-SR 16 pentru a sprijini 400 G Ethernet. Soluția 400 GBASE-SR 8 folosește 8 perechi de fibre optice, care pot profita din plin de avantajele tehnologiei existente (utilizând VCSEL care sunt mai prietenoase cu PAM {{1 {{2 4}}}}). Lungimea de undă țintă este 850 nm. În prezent, există mai multe pachete de module optice pentru QSFP-DD, OSFP și COBO 8-Lane. Soluția 400 GBASE-SR {{1 {{2 4}}}}. 2 folosește {{1 {{2 4}}}}} perechi de optice fibre și menține aceeași metodă de cablare ca soluția 100 GBASE-SR {{1 {{2 4}}}}. Fiecare fibră transmite 2 lungimi de undă. De asemenea, se folosește tehnologia de modulare PAM {{1 {{2 4}}}}. Lungimea de undă țintă este 850 nm și o lungime de undă mai lungă. Sursă de lumină. Soluția 400 GBASE-SR {{1 {{2 4}}}}. 2 este mai potrivită pentru cablarea folosind fibra OM 5 care poate suporta mai multe lungimi de undă.
4. Aplicarea și dezvoltarea viitoare a fibrei OM 5
Intenția inițială a designului de fibre OM 5 este de a răspunde cerințelor de multiplexare a diviziunii lungimii de undă (WDM) ale sistemelor de transmisie multimode. Prin urmare, aplicația sa cea mai valoroasă este în domeniul multiplexării divizării undelor scurte. În prezent, modulele optice cu o singură lungime de undă 50 Gb / s cu mai multe lungimi de undă bazate pe fibre multimode sunt în majoritate încă în stadiul de cercetare și dezvoltare. Doar câțiva producători de module optice pot oferi un număr mic de probe, dar numai pentru experimente interne. Modulația PAM {{4}} poate furniza o rată de undă unică de 50 Gb / s bazată pe VCSEL 25 Gb / s. Tehnologia bidirecțională cu două lungimi de undă (BiDi) și tehnologia multiplexării cu patru lungimi de undă (SWDM 4) reduc cantitatea de fibre utilizate de o jumătate și trei sferturi pentru legăturile Ethernet de mare viteză peste 100 Gb / respectiv s.
Cercetătorii au descoperit că prin încorporarea elementelor fluor adecvate în stratul principal al fibrei optice, diferența de valoare alfa optimă corespunzătoare diferitelor lungimi de undă poate fi redusă, astfel încât lățimea de bandă a GG; fibra multimodă cu bandă largă" pe întregul interval de lungime de undă de 850 ~ 1050 nm pot fi îmbunătățite. Acest rezultat dovedește faptul că GG; Ultra-Broadband Multimode Fibre" are capacitatea de a susține 8 canale de multiplexare cu diviziune lungime de undă cu un interval de 30 nm în fereastra 850 ~ 1050 nm.
În ultimii trei ani, diverși producători de fibre optice și producători de module optice au raportat cele mai recente rezultate ale transmisiei OM 5 și GG; sub sprijinul tehnologiei de modulare PAM 4 și tehnologie de multiplexare a divizării lungimii de undă, așa cum se arată în tabelul 2. Din rezultatele experimentale raportate, fibra OM 5 este suficientă pentru a susține 100 Gb / s, 2 00Gb / s și 400 Gb / s sisteme de transmisie cu lungimi de undă peste { {9}} metri.
În plus, printr-un design optimizat, fibra multimodă 50 μm cu diametru de miez poate obține o întârziere mai mică a grupului de mod diferențial (DMGD) decât fibra modei joase din fereastra 1550 nm pentru mai multe intrări cu ieșire multiplă ( MIMO) multiplexare în diviziune în mod (MDM)) În sistem, crescând astfel capacitatea fibrei optice de mai multe ori, ceea ce dovedește potențialul fibrei optice multimod pentru multiplexarea diviziunii modulare în viitor.
Progresul cel mai recent raportat PAM 4 experiment de transmisie
Concluzie
Fibra multimodă a fost întotdeauna un mediu de transmisie eficient și flexibil, iar dezvoltarea continuă a noului potențial de aplicare a fibrei multimode o poate adapta la rețelele de transmisie cu viteză mai mare. Fibra multimodă cu VCSEL are avantajele unui cost redus de legătură, a unui consum redus de energie și a unei disponibilități mai mari, ceea ce o face cea mai eficientă soluție pentru centrul de date pentru majoritatea clienților din întreprindere. Creșterea continuă și stabilă a cererii pentru centrele de date cloud și centrele de date locale ale întreprinderii oferă o perspectivă largă de piață pentru soluții cu fibre multimode rentabile. Soluția de fibre OM 5 definită de noul standard al industriei este optimizată pentru transceiver-urile SWDM și BiDi cu lungime de undă, oferind legături de transmisie mai lungi și marje de actualizare a rețelei pentru rețelele de transmisie de mare viteză peste 100 Gb / s.
