С бързия растеж на мрежовия трафик на данни през последните години съответните стандарти за многомодовите влакна и нейните приложения продължават да се надграждат. Надграждане на Ethernet скорост от 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE до 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE и в бъдеще ще бъде надстроен до по-висока скорост 800 GbE / 1.6 TbE; Скорост на Fiber Channel от 8 GFC / 1 6FC до сериен 32 GFC / 64 GFC и паралелен 1 28GFC / 256 GFC, също като по-бързи серийни 1 28GFC и успоредни 512 GFC в бъдеще. В същото време технологията на многомодовия оптичен модул постепенно се е развила от NRZ кодиране до 4-ниво PAM 4 кодиране на сигнал; от източници на светлина с една вълна до мултиплексиране с дължина на вълната, като например 2-вълнно мултиплексиране BiDi технология, 4-вълнно мултиплексиране на SWDM технология и бъдещо Възможно 8 мултиплексиране на дължината на вълната. В допълнение, многомодовото влакно има потенциал за MDM, което увеличава капацитета на предаване, като се възползва от множество налични режими в многомодово влакно.
1. Текущо състояние на приложенията за окабеляване в центровете за данни
През последните години търсенето на мрежи от центрове за данни продължава да расте. Според статистическите данни и прогнозите на Cisco, общият годишен темп на растеж на глобалния трафик на център за данни от 2015 до 2020 ще бъде сложен годишен темп на растеж от 27%, от който облачният център за данни годишният темп на растеж ще бъде 30%. % Стабилен растеж.
Понастоящем повечето схеми за окабеляване на центрове за данни използват медни, многомодови оптични устройства на къси разстояния и оптични устройства за дълги разстояния. Доминират многорежимните SR {{{4}} и едномодовите PSM решения {{4}}. Един от най-критичните показатели за вътрешния избор на кабели в центъра за данни е цената, а решението с най-ниска цена често е най-изгодното. Следователно SR се използва за разстояния от стотици метри, а LR се използва за дълги разстояния над 2 километра. Понастоящем Alibaba използва 100 GBASE-SR {{{{{}}}} мултимодна връзка с влакна в своята мрежа и установява, че е по-рентабилен от метода на свързване, базиран на едномодовото влакно и PSM {{{{ 13}}}} или CWDM 4. Предвид изискванията за мащаб, архитектура, капацитет на мрежата и съхранение на предприятието 0010010 # 39; локалният център за данни, многомодовите влакна и VCSEL ще останат основните решения на този важен пазар.
2. OM 5 производители на влакна и SWDM алианс
OM 5 оптично влакно разширява честотната лента на традиционните OM 4 оптични влакна при 850 nm до 953 nm, използвайки 4 - мултиплексиране на деление на къси вълни с дължина на вълната. (SWDM 4) технология за едновременно предаване на четири дължини на вълната върху многомодово влакно за увеличаване на капацитета за предаване на многомодовото влакно до първоначалните 4 пъти, като същевременно е напълно съвместим с обратно движение.
Като нова технология, която може да увеличи значително капацитета за предаване на многомодовите влакна и да увеличи разстоянието на предаване, SWDM е очевидна за изграждането на центрове за данни и свързаните с тях производители на влакна, устройства и оборудване. Понастоящем членовете на съюза включват производители на оптични влакна и окабеляване като YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope и др., А също така включват производители на оборудване като Dell, Huawei, Huasan, Juniper и производители на модули като Finisar и Lumentum. Алиансът пусна споразумението за много източници (MSA) през март 2017, определяйки изискванията за приложение на 40 GE SWDM {{4}} и 100 GE SWDM {{ 6}} и заяви, че в бъдеще ще се разшири до 40 0Gb / s приложения.
3. OM 5 стандартите за влакна актуализират напредъка
OM 5 влакно е изградено на базата на OM 3 / OM 4 влакно и неговата производителност е разширена, за да поддържа множество дължини на вълната. OM 5 показва бъдещето на устойчивото развитие на многомодовите влакнести системи. Тъй като 2015, няколко основни международни организации за стандарти са добавили спецификации за OM 5 влакно и неговите приложения.
3. 1 TIA и IEC
Асоциацията на телекомуникационната индустрия (TIA) беше първата официално пуснала стандарта за влакна TIA-492AAAE през юни 2016, който дефинира широколентово многомодово влакно (WBMMF), което може да поддържа технологията за мултиплексиране на разделяне на дължината на вълната в 850 ~ 950 nm диапазон. През октомври 2016 беше пуснат ANSI / TIA-568.3-D стандарт за окабеляване с оптични влакна и оптичното влакно TIA-492AAAE беше одобрено за окабеляване.
Международната електротехническа комисия (IEC) официално пусна IEC 60793-2 - 1 0 ed. {{{{{{}}}} Стандарт за влакна през август 2017, определяйки WBMMF като A {{3} } а. 4 тип влакно и получи поддръжка ISO / IEC за 1 1 80 1. изд. През ноември 2017 официално бе пуснат ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 стандарт за окабеляване на оптични влакна и името на това окабеляване на оптичните влакна беше определен като OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
Стандартът IEEE 802. 3 bs, изготвен през септември 2016 и официално пуснат през декември 2017, определя параметрите за контрол на достъпа до медиите, физическия слой и параметрите на управление на {{ 4}} Gb / s и 400 Gb / s Ethernet, който също е официален за широколентовото многомодово окабеляване на кабели Той носи името 0010010 "; OM 5 & "; и указва най-краткото разстояние на връзката, което OM 3 / OM 4 / OM 5 тритипно влакно може да поддържа в 400 GBASE-SR 16 система, като показано в таблица 1.
Таблица 1 Най-краткото разстояние на връзката, което OM 3 / OM 4 / OM 5 три вида оптични влакна могат да поддържат в 400 GBASE-SR {{6 }}система
През ноември 2016 проектът на IEEE 802. 3 cd стандарт разкрива параметрите за контрол на достъпа до медиите, физическия слой и параметрите за управление за 50 Gb / s, {{ 4}} Gb / s и 200 Gb / s Ethernet и определи, че OM 5 влакно може да поддържа повече от {{4}} метра. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 и 200 GBASE-SR 4. Официалните му стандарти все още се обсъждат и се планира да бъдат публикувани в {16}}.
През ноември 2017 IEEE 802. 3 установява следващото поколение {{4}} Gb / s и 400 Gb / s многомодов физичен слой от влакна изследователска група, която има за цел да използва по-малко многомодови влакна от съществуващите Ethernet за постигане на {{4}} Gb / s и 400 Gb / s системи. Предаване, посочено като 0010010 quot; Учебна група за NGMMF 0010010 "; На първата официална среща на проучвателната група, проведена през януари 2018, два варианта на 400 GBASE-SR 8 или 400 GBASE-SR 4. { {17}} бяха предложени да заменят 400 GBASE-SR 16 , за да поддържат 400 G Ethernet. Решението 400 GBASE-SR 8 използва 8 двойки оптични влакна, които могат да използват пълноценно предимствата на съществуващата технология (използвайки VCSEL, които са по-приятелски настроени за PAM {{16 }}). Целевата дължина на вълната е 850 nm. В момента има няколко пакета оптични модули за QSFP-DD, OSFP и COBO 8-Lane. 400 GBASE-SR 4. 2 Решението използва 4 двойки оптични влакна и поддържа същия метод на окабеляване като съществуващия 100 GBASE-SR {{ 16}} разтвор. Всяко влакно предава 2 дължини на вълните. Използва се и PAM 4 технология за модулация. Целевата дължина на вълната е 850 nm и по-дълга вълна. Източник на светлина. 400 GBASE-SR 4. 2 Решението е по-подходящо за окабеляване с помощта на OM 5 влакно, което може да поддържа множество дължини на вълната.
4. Приложение и бъдещо развитие на OM 5 влакно
Първоначалното намерение на OM 5 дизайн на влакна е да отговори на изискванията за мултиплексиране на мултиплексиране (WDM) на мултимодните системи за предаване. Следователно, най-ценното му приложение е в областта на мултиплексиране с късоволно разделяне на дължината на вълната. Понастоящем едновълновите 50 Gb / s многовълнови оптични модули, базирани на многомодови влакна, все още са в етап на проучване и развитие. Само няколко производители на оптични модули могат да предоставят малък брой проби, но само за вътрешни експерименти. PAM {{4}} модулация може да осигури скорост на една вълна от 50 Gb / s въз основа на съществуващия 25 Gb / s VCSEL. Двувълновата двупосочна технология (BiDi) и мултиплексирането с четири вълни (SWDM 4) намаляват количеството влакна, използвани от половината и три четвърти за високоскоростни Ethernet връзки над 100 Gb / s, съответно.
Изследователите откриха, че чрез включване на подходящи флуорни елементи в основния слой на оптичното влакно разликата в оптималната алфа стойност, съответстваща на различни дължини на вълната, може да бъде намалена, така че широчината на честотната лента на 0010010 "ултра широколентовото многомодово влакно 0010010 quot; в целия диапазон на дължината на вълната от 850 ~ 1050 nm може да бъде подобрен. Този резултат доказва, че 0010010 "" Ултрашироколентов многомодово влакно 0010010 "; има възможност да поддържа 8 вълнообразни канали за мултиплексиране с интервал 30 nm в 850 ~ 1050 nm прозореца.
През последните три години различни производители на оптични влакна и производители на оптични модули отчитат последните резултати от предаването на OM 5 и 0010010 "ултра широколентов многомодово оптично влакно 0010010 "; поддръжката на PAM 4 технология за модулация и технология за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната, както е показано в таблица 2. От отчетените експериментални резултати, OM 5 влакно е достатъчно, за да поддържа 100 Gb / s, 2 00Gb / s и 400 Gb / s многовълнови предавателни системи за { {11}} метра.
Освен това, чрез оптимизиран дизайн, многомодовото влакно 50 µm диаметър на ядрото може да получи закъснение на групата на диференциален режим (DMGD) от нискорежимното влакно в прозореца 1550 nm за множество входно-множествен изход ( MIMO) режим на мултиплексиране на режима (MDM)) В системата, като по този начин увеличава капацитета на оптичното влакно няколко пъти, което доказва потенциала на многомодовото оптично влакно за модулно разделяне на мултиплексиране в бъдеще.
Последният отчетен PAM 4 ход на експеримента за предаване
заключение
Многомодовото влакно винаги е било ефективно и гъвкаво средство за предаване и непрекъснатото развитие на нов приложен потенциал на многомодовите влакна може да го адаптира към преносните мрежи с по-висока скорост. Многомодовото влакно с VCSEL има предимствата на ниската цена на връзката, ниската консумация на енергия и по-високата наличност, което го прави най-рентабилното решение на центъра за данни за повечето клиенти на бизнеса. Непрекъснатият и стабилен растеж на търсенето на облачни центрове за данни и местни центрове за данни предоставя широка перспектива на пазара за рентабилни решения с многомодови влакна. Оптичното решение на OM 5 , дефинирано от новия индустриален стандарт, е оптимизирано за многовълнови предаватели SWDM и BiDi, осигурявайки по-дълги предавателни връзки и маржове за надстройка на мрежата за високоскоростни предавателни мрежи над 100 Gb / s.
