Com o rápido crescimento do tráfego de dados da rede, nos últimos anos, os padrões relevantes para fibra multimodo e suas aplicações continuaram sendo atualizados. Atualização da taxa de Ethernet de 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE para 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE, e no futuro será atualizado para uma velocidade mais alta 800 GbE / 1.6 TbE; Taxa do Fibre Channel de 8 GFC / 1 6FC para serial 32 GFC / 64 GFC e paralela 1 28GFC / 256 GFC, também como 28GFC serial de alta velocidade 1 e GFC paralelo 512 no futuro. Ao mesmo tempo, a tecnologia do módulo óptico multimodo evoluiu gradualmente da codificação NRZ para a codificação de sinal PAM 4 de 4 níveis; de fontes de luz de comprimento de onda único a multiplexação de comprimento de onda múltiplo, como a tecnologia BiDi de multiplexação de duas ondas, a tecnologia SWDM de multiplexação de 4 ondas e a futura multiplexação de possíveis 8 comprimentos de onda futuros. Além disso, a fibra multimodo tem potencial para MDM, o que aumenta a capacidade de transmissão aproveitando os vários modos disponíveis na fibra multimodo.
1. Status atual de aplicativos de cabeamento em data centers
Nos últimos anos, a demanda por redes de data center continuou a crescer. De acordo com as estatísticas e previsões da Cisco, a taxa de crescimento anual global do tráfego global de data center de 2015 a 2020 será uma taxa de crescimento anual composta de 27%, da qual o data center em nuvem a taxa de crescimento anual será de 30%. % Crescimento estável.
Atualmente, a maioria dos esquemas de fiação de data center usa cobre, dispositivos ópticos multimodo de curta distância e dispositivos ópticos de modo único de longa distância. As soluções de modo múltiplo SR {{4}} e PSM de modo único {{4}} dominam. Um dos indicadores mais críticos da seleção de cabeamento interno no data center é o custo, e a solução com o menor custo geralmente é a mais vantajosa. Portanto, o SR é usado para distâncias de centenas de metros e o LR é usado para longas distâncias superiores a 2 quilômetros. Atualmente, o Alibaba usa conexão de fibra multimodo 100 GBASE-SR {{{{{}}}} em sua rede e considera que é mais econômico do que o método de conexão baseado em fibra de modo único e PSM {{{{ 13}}}} ou CWDM 4. Dada a escala, a arquitetura, a capacidade da rede e os requisitos de armazenamento do data center local da empresa, a fibra multimodo e o VCSEL permanecerão as principais soluções nesse importante mercado.
2. Fabricantes de fibras OM 5 e aliança SWDM
A fibra óptica OM 5 estende o desempenho da largura de banda da fibra óptica tradicional OM 4 em 850 nm para 953 nm, usando 4 - 4 - multiplexagem por divisão de comprimento de onda curto (SWDM 4) para transmitir simultaneamente quatro comprimentos de onda em uma fibra multimodo para aumentar a capacidade de transmissão da fibra multimodo para os tempos originais 4 , enquanto totalmente compatível com versões anteriores.
Como uma nova tecnologia que pode aumentar bastante a capacidade de transmissão de fibra multimodo e aumentar a distância de transmissão, o SWDM é evidente na construção de data centers e fabricantes de fibra, dispositivos e equipamentos relacionados. Atualmente, os membros da aliança incluem fabricantes de fibra óptica e fiação, como YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope, etc., e também incluem fabricantes de equipamentos como Dell, Huawei, Huasan, Juniper e fabricantes de módulos como Finisar e Lumentum. A aliança lançou o Contrato Multi-Fonte (MSA) em março 2017, definindo os requisitos de aplicação do 40 GE SWDM {{4}} e 100 GE SWDM {{ 6}} e afirmou que expandirá ainda mais para 40 aplicativos de 0 Gb / s no futuro.
3. Os padrões relacionados à fibra OM 5 atualizam o progresso
A fibra OM 5 é construída com base na fibra OM 3 / OM 4 e seu desempenho é estendido para suportar vários comprimentos de onda. OM 5 mostra o futuro do desenvolvimento sustentável de sistemas de fibra multimodo. Desde 2015, várias grandes organizações de padrões internacionais adicionaram especificações para a fibra OM 5 e suas aplicações.
3. 1 TIA e IEC
A Telecommunications Industry Association (TIA) foi a primeira a lançar oficialmente o padrão de fibra TIA-492AAAE em junho 2016, que define uma fibra multimodo de banda larga (WBMMF) que pode suportar a tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda no 850 ~ 950 banda nm. Em outubro 2016, o padrão de fiação estruturada em fibra óptica ANSI / TIA-568.3-D foi lançado e a fibra óptica TIA-492AAAE foi aprovada para fiação.
A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) lançou oficialmente o padrão de fibra IEC 60793-2 - 1 0 ed. {{1}} em agosto 2017, definindo o WBMMF como A {{3} } a. 4 tipo de fibra e recebeu suporte ISO / IEC para 1 1 80 1. ed. Em novembro 2017, o padrão ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 de fiação de fibra óptica foi oficialmente lançado, e o nome dessa fiação de fibra óptica foi determinado como OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
O padrão IEEE 802. 3 bs, elaborado em setembro 2016 e lançado oficialmente em dezembro 2017, define os parâmetros de controle de acesso à mídia, camada física e parâmetros de gerenciamento de {{ 4}} Gb / se Ethernet 400 Gb / s, também formal para a cablagem de fibra multimodo de banda larga. É denominada 0010010 ; OM 5 & ; e especifica a menor distância do link que a fibra de três tipos OM 3 / OM 4 / OM 5 pode suportar no sistema 400 GBASE-SR 16 , como mostrado na tabela 1.
Tabela 1 A distância mais curta do link que OM 3 / OM 4 / OM 5 três tipos de fibra óptica podem suportar no 400 GBASE-SR {{6 }}sistema
Em novembro 2016, o rascunho do padrão IEEE 802. 3 cd divulgou parâmetros de controle de acesso à mídia, camada física e parâmetros de gerenciamento para 50 Gb / s, {{ 4}} Gb / s e 200 Gb / s Ethernet, e estipulou que a fibra OM 5 pode suportar mais de {{4}} metros. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 e 200 GBASE-SR 4. Seus padrões oficiais ainda estão em discussão e estão programados para serem lançados em 2018.
Em novembro 2017, o IEEE 802. 3 estabeleceu a camada física de próxima geração {{4}} Gb / s e 400 Gb / s de fibra multimodo grupo de pesquisa, que visa usar menos fibra multimodo do que a Ethernet existente para alcançar os sistemas {{4}} Gb / se 400 Gb / s. Transmissão, referida como 0010010 "Grupo de Estudo NGMMF 0010010 ". Na primeira reunião formal do grupo de estudo realizada em janeiro 2018, duas opções de 400 GBASE-SR 8 ou 400 GBASE-SR 4. { {17}} foram propostos para substituir o 400 GBASE-SR 16 para oferecer suporte ao 400 G Ethernet. A solução 400 GBASE-SR 8 usa 8 pares de fibras ópticas, que podem aproveitar ao máximo as vantagens da tecnologia existente (usando VCSELs mais amigáveis ao PAM {{16 }}). O comprimento de onda alvo é 850 nm. Atualmente, existem vários pacotes de módulos ópticos para QSFP-DD, OSFP e COBO 8-Lane. A solução 400 GBASE-SR 4. 2 usa 4 pares de fibras ópticas e mantém o mesmo método de fiação que o 100 GBASE-SR existente {{ 16}} solução. Cada fibra transmite 2 comprimentos de onda. A tecnologia de modulação PAM 4 também é usada. O comprimento de onda alvo é 850 nm e um comprimento de onda maior. Fonte de luz. A solução 400 GBASE-SR 4. 2 é mais adequada para a fiação usando a fibra OM 5 que pode suportar vários comprimentos de onda.
4. Aplicação e desenvolvimento futuro da fibra OM 5
A intenção original do design da fibra OM 5 é atender aos requisitos de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) dos sistemas de transmissão multimodo. Portanto, sua aplicação mais valiosa é no campo da multiplexação por divisão de comprimento de onda de ondas curtas. Atualmente, os módulos ópticos de múltiplos comprimentos de onda 50 Gb / s baseados em fibra multimodo ainda estão na fase de pesquisa e desenvolvimento. Apenas alguns fabricantes de módulos ópticos podem fornecer um pequeno número de amostras, mas apenas para experimentos internos. A modulação PAM {{4}} pode fornecer uma taxa de onda única de 50 Gb / s com base no VCSEL de 25 Gb / s existente. A tecnologia bidirecional de dois comprimentos de onda (BiDi) e a tecnologia de multiplexação com quatro comprimentos de onda (SWDM 4) reduzem a quantidade de fibra usada por meio e três quartos para links Ethernet de alta velocidade acima de 100 Gb / s, respectivamente.
Os pesquisadores descobriram que, ao incorporar elementos de flúor apropriados na camada central da fibra óptica, a diferença no valor alfa ideal correspondente a diferentes comprimentos de onda pode ser reduzida, de modo que a largura de banda da fibra multimodo de banda ultra-larga 0010010 0010010 quot; em toda a faixa de comprimento de onda de 850 ~ 1050 nm pode ser aprimorado. Este resultado prova que 0010010 "fibra multimodo de banda larga ultra 0010010 "; tem a capacidade de suportar 8 canais de multiplexação por divisão de comprimento de onda com um intervalo de 30 nm na janela 850 ~ 1050 nm.
Nos últimos três anos, vários fabricantes de fibras ópticas e fabricantes de módulos ópticos relataram os últimos resultados de transmissão de OM 5 e 0010010 “fibra óptica multimodo de banda ultra larga 0010010 ”; sob o suporte da tecnologia de modulação PAM 4 e tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda, conforme mostrado na Tabela 2. A partir dos resultados experimentais relatados, a fibra OM 5 é suficiente para suportar 100 Gb / s, 2 00Gb / s e 400 Gb / s sistemas de transmissão de comprimento de onda múltiplo em { {11}} metros.
Além disso, por meio de um projeto otimizado, a fibra multimodo de 50 μm de diâmetro do núcleo pode obter um menor atraso no grupo de modo diferencial (DMGD) do que a fibra de modo baixo na janela 1550 nm para várias entradas e saídas múltiplas ( MIMO) multiplexação por divisão de modo (MDM)) No sistema, aumentando assim a capacidade da fibra óptica várias vezes, o que comprova o potencial da fibra ótica multimodo para a multiplexação por divisão modular no futuro.
Último progresso relatado do experimento de transmissão do PAM 4
Conclusão
A fibra multimodo sempre foi um meio de transmissão eficiente e flexível, e o desenvolvimento contínuo de um novo potencial de aplicação da fibra multimodo pode adaptá-lo a redes de transmissão de alta velocidade. A fibra multimodo com VCSEL tem as vantagens de baixo custo de link, baixo consumo de energia e maior disponibilidade, tornando-a a solução de data center mais econômica para a maioria dos clientes corporativos. O crescimento contínuo e estável da demanda por data centers em nuvem e data centers locais corporativos oferece uma ampla perspectiva de mercado para soluções de fibra multimodo econômicas. A solução de fibra OM 5 definida pelo novo padrão da indústria é otimizada para transceptores SWDM e BiDi de vários comprimentos de onda, fornecendo links de transmissão mais longos e margens de atualização de rede para redes de transmissão de alta velocidade acima de 100 Gb / s.
