S rychlým růstem síťového datového provozu se v posledních letech příslušné standardy pro vícevidová vlákna a její aplikace nadále vylepšují. Ethernet rychlost upgrade z 10GbE / 40 GbE / 100 GbE na 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / 400 GbE, a v budoucnu bude aktualizován na vyšší rychlost 800 GbE / 1,6 TbE; Fibre Channel rychlost od 8GFC / 16FC na sériové 32GFC / 64GFC a paralelní 128GFC / 256GFC, stejně jako vyšší rychlost sériové 128GFC a paralelní 512GFC v budoucnu. Současně se technologie vícerežimového optického modulu postupně vyvinula z kódování NRZ na 4úrovňové kódování signálu PAM4; od jednovlnných světelných zdrojů až po multiplexování s více vlnovou délkou, jako je dvouvlnný multiplexní technologie BiDi, technologie SWDM s 4 vlnami a budoucí multiplexování vlnové délky 8. Kromě toho, multimode vlákno má potenciál pro MDM, což zvyšuje přenosovou kapacitu tím, že využívá více dostupných režimů ve vícerežimových vláknech.
1. Aktuální stav kabelových aplikací v datových centrech
V posledních letech poptávka po sítích datových center nadále roste. Podle statistik a předpovědí společnosti Cisco bude celkové roční tempo růstu globálního provozu datových center v letech 2015 až 2020 složené roční tempo růstu ve výši 27 %, z čehož roční tempo růstu cloudových datových center bude 30 %. % Stabilní růst.
V současné době většina schémat zapojení datových center používá měděná, krátkodobá vícevidová optická zařízení a dálková jednoúhlá optická zařízení. Vícerežimová řešení SR4 a jednorežimová řešení PSM4 dominují. Jedním z nejkritičtějších ukazatelů výběru interníkabeláže v datovém centru jsou náklady a řešení s nejnižšími náklady je často nejvýhodnější. Proto se SR používá pro vzdálenosti stovek metrů a LR se používá pro dlouhé vzdálenosti delší než 2 kilometry. Alibaba v současné době používá 100GBASE-SR4 multimode připojení vláken ve své síti a zjistí, že je nákladově efektivnější než metoda připojení založená na jednom režimu vlákna a PSM4 nebo CWDM4. Vzhledem k požadavkům na rozsah, architekturu, kapacitu sítě a úložiště místního datového centra podniku zůstanou multimode vlákna a VCSEL primárním řešením na tomto důležitém trhu.
2. Výrobci vláken OM5 a aliance SWDM
Optické vlákno OM5 rozšiřuje výkon šířky pásma tradičních optických vláken OM4 při 850nm na 953nm, pomocí technologie multiplexování s krátkou vlnovou délkou 4 vlnové délky (SWDM4) pro současné přenos čtyř vlnových délek na vícerežimovém vlákně pro zvýšení přenosové kapacity vícerežimového vlákna na původní 4krát, zatímco plně zpětně kompatibilní.
Jako nová technologie, která může výrazně zvýšit přenosovou kapacitu vícevidových vláken a zvýšit přenosovou vzdálenost, je SWDM samozřejmá pro výstavbu datových center a souvisejících výrobců vláken, zařízení a zařízení. V současné době členové aliance zahrnují výrobce optických vláken a elektroinstalace, jako jsou Výrobci yofc, Corning, OFS, Prysmian, CommScope atd., a také výrobci zařízení, jako jsou výrobci dell, huawei, huasan, jalovec a moduly, jako jsou Finisar a Lumentum. Aliance vydala dohodu o více zdrojích (MSA) v březnu 2017, která definovala požadavky na aplikace 40GE SWDM4 a 100GE SWDM4 a uvedla, že se v budoucnu dále rozšíří na aplikace 400Gb / s.
3. Standardy související s optickými vlákny OM5 aktualizují průběh
OM5 vlákno je postaveno na bázi vlákna OM3 / OM4 a jeho výkon je rozšířen tak, aby podporoval více vlnových délek. OM5 ukazuje budoucnost udržitelného rozvoje vícerežimových optických systémů. Od roku 2015 přidalo několik významných mezinárodních normalizačních organizací specifikace pro vlákno OM5 a jeho aplikace.
3.1TIA a IEC
Asociace telekomunikačního průmyslu (TIA) byla první, která oficiálně vydala standard vlákna TIA-492AAAE v červnu 2016, který definuje širokopásmové vícerežimové vlákno (WBMMF), které může podporovat technologii multiplexování vlnových délek v pásmu 850 ~ 950nm. V říjnu 2016 byl uvolněn standard optických vláken ANSI / TIA-568.3-D optických vláken a optické vlákno TIA-492AAAE bylo schváleno pro elektroinstalaci.
Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) oficiálně vydala normu IEC 60793-2-10 ed. 6 vláken v srpnu 2017, definovala WBMMF jako typ vlákna A1a.4 a získala podporu ISO / IEC pro 11801. Ed. V listopadu 2017 byl oficiálně vydán standard zapojení optických vláken ISO / IEC 11801-1 a název tohoto optického vlákna byl určen jako OM5.
3.2 IEEE 802.3
Standard IEEE 802.3bs, který byl vypracován v září 2016 a oficiálně vydán v prosinci 2017, definuje parametry řízení přístupu k médiím, fyzické vrstvy a parametry řízení 200Gb / s a 400Gb / s Ethernet, který je také formální pro širokopásmové vícerežimové optické vedení Je pojmenován "OM5" a určuje nejkratší vzdálenost spojení, kterou třítypové vlákno OM3 / OM4 / OM5 může podporovat v systému 400GBASE-SR16, jak je znázorněno v tabulce 1.
Tabulka 1 Nejkratší vzdálenost spojení, kterou mohou v systému 400GBASE-SR16 podporovat tři typy optických vláken OM3 / OM4 / OM5
V listopadu 2016, návrh standardu IEEE 802.3cd odhalil parametry řízení přístupu k médiím, fyzickou vrstvu a parametry správy pro 50Gb / s, 100Gb / s a 200Gb / s Ethernet a stanovil, že vlákno OM5 může podporovat více než 100 metrů. 50GBASE-SR, 100GBASE-SR2 a 200GBASE-SR4. Jeho oficiální standardy jsou stále předmětem diskuse a mají být zveřejněny v roce 2018.
V listopadu 2017, IEEE 802.3 založil novou generaci 200Gb / s a 400Gb / s multimode vláknové fyzické vrstvy výzkumné skupiny, která si klade za cíl používat méně vícerežimové vlákno než stávající Ethernet k dosažení 200Gb / s a 400Gb / s systémy. přenos, označovaný jako "studijní skupina NGMMF". Na prvním formálním zasedání studijní skupiny, které se konalo v lednu 2018, byly navrženy dvě možnosti 400GBASE-SR8 nebo 400GBASE-SR4.2, které mají nahradit 400GBASE-SR16 na podporu 400G Ethernet. Řešení 400GBASE-SR8 využívá 8 párů optických vláken, která mohou plně využít výhod stávající technologie (pomocí VCSEL, které jsou šetrnější k PAM4). Cílová vlnová délka je 850 nm. V současné době existuje několik balíčků optických modulů pro QSFP-DD, OSFP a COBO 8-Lane. Řešení 400GBASE-SR4.2 používá 4 páry optických vláken a udržuje stejnou metodu zapojení jako stávající řešení 100 GBASE-SR4. Každé vlákno přenáší 2 vlnové délky. Používá se také technologie modulace PAM4. Cílová vlnová délka je 850nm a delší vlnová délka. Světelný zdroj. Řešení 400GBASE-SR4.2 je vhodnější pro kabeláž pomocí vlákna OM5, které podporuje více vlnových délek.
4. Aplikace a budoucí vývoj vláken OM5
Původním záměrem konstrukce vláken OM5 je splnit požadavky na multiplexování vlnových délek (WDM) vícerežimových přenosových systémů. Proto je jeho nejcennější aplikace v oblasti multiplexování dělení krátkovlnné vlnové délky. V současné době jsou optické moduly s jednou vlnovou délkou 50Gb / s vícevlnnou délkou založené na vícerežimových vláknech většinou stále ve fázi výzkumu a vývoje. Pouze několik výrobců optických modulů může poskytnout malý počet vzorků, ale pouze pro interní experimenty. PAM4 modulace může poskytnout jednovlnnou rychlost 50Gb / s na základě stávajícího 25Gb / s VCSEL. Dvouvlnná technologie (BiDi) a technologie multiplexování se čtyřmi vlnovými délkami (SWDM4) snižují množství vlákna používaného o polovinu a tři čtvrtiny pro vysokorychlostní ethernetové linky nad 100Gb / s.
Vědci zjistili, že začleněním vhodných fluorových prvků do základní vrstvy optického vlákna lze snížit rozdíl v optimální hodnotě alfa odpovídající různým vlnovým délkám, takže lze zlepšit šířku pásma "ultra-širokopásmového vícerežimového vlákna" v celém rozsahu vlnových délek 850 ~ 1050nm. Tento výsledek dokazuje, že "Ultra-Broadband Multimode Fiber" má schopnost podporovat 8 vlnových délek-divize multiplexní kanály s intervalem 30nm v 850 ~ 1050nm okna.
V posledních třech letech různí výrobci optických vláken a výrobci optických modulů hlásili nejnovější výsledky přenosu OM5 a "ultra-širokopásmových vícerežimových optických vláken" pod podporou technologie modulace PAM4 a multiplexní technologie vlnových délek, jak je znázorněno v tabulce 2. Z hlášených experimentálních výsledků je vlákno OM5 dostatečné pro podporu přenosových systémů 100Gb / s, 200Gb / s a 400Gb / s multi-wavelength transmission systems přes 150 metrů.
Kromě toho, prostřednictvím optimalizovanékonstrukce, 50μm průměr jádra vícerežimové vlákno může získat nižší diferenciální režim skupiny zpoždění (DMGD) než v nízkém režimu vlákna v okně 1550nm pro více vstup-více výstupů (MIMO) režim dělení multiplexování (MDM) V systému, čímž se zvyšuje kapacita optického vlákna několikrát, což dokazuje potenciál multi-režim u optických vláken pro modulární dělení multiplexing v budoucnu.
Poslední hlášené PAM4 přenos experiment pokrok
Závěr
Vícevidové vlákno bylo vždy efektivním a flexibilním přenosovým médiem a neustálý vývoj nového aplikačního potenciálu vícevidového vlákna jej může přizpůsobit sítím s vyšší rychlostí přenosu. Vícevidové vlákno s vcsel má výhody nízkých nákladů na připojení, nízké spotřeby energie a vyšší dostupnosti, což z něj činí nákladově nejefektivnější řešení datových center pro většinu podnikových zákazníků. Neustálý a stabilní růst poptávky po cloudových datových centrech a podnikových místních datových centrech poskytuje širokou tržní perspektivu pro nákladově efektivní vícevidová vláknová řešení. Optické řešení OM5 definované novým průmyslovým standardem je optimalizováno pro vícevlnné vysílače SWDM a BiDi, které poskytují delší přenosové spojení a marže pro upgrade sítě pro vysokorychlostní přenosové sítě nad 100 Gb / s.
