Ar strauju pieaugumu tīkla datu plūsmu, pēdējos gados, attiecīgos standartus daudzrežīmu šķiedras un tās pieteikumi ir turpinājis uzlabot. Ethernet ātruma jauninājums no 10GbE/40 GbE/100 GbE līdz 25 GbE/50 GbE/200 GbE/400 GbE, un nākotnē tiks modernizēta līdz lielākam ātrumam 800 GbE/1,6 TbE; Šķiedru kanāla ātrumu no 8GFC/16FC līdz Serial 32GFC/64GFC un paralēli 128GFC/256GFC, kā arī lielāku ātrumu Serial 128GFC un paralēli 512GFC nākotnē. Tajā pašā laikā, Multi-mode optisko moduli tehnoloģija ir pakāpeniski attīstījusies no NRZ kodēšanas 4 līmeņa PAM4 signālu kodēšanas; no viena viļņa garuma gaismas avotiem Multi-viļņu garuma multipleksēšanas, piemēram, 2-Wave multiplekmēšana BiDi tehnoloģiju, 4-Wave multiplekmēšana SWDM tehnoloģija, un nākotnē iespējams 8 viļņu garuma Multipleksēšana. Turklāt daudzrežīmu šķiedras ir potenciāls MDM, kas palielina pārvades jaudu, izmantojot vairākus pieejamos režīmus daudzrežīmu šķiedras.
1. pašreizējo statusu kabeļu lietojumprogrammas datu centri
Pēdējos gados pieprasījums pēc datu centra tīkliem turpina augt. Saskaņā ar Cisco statistika un prognozes, kopējais gada pieauguma temps pasaules datu centra satiksme no 2015 līdz 2020 būs saliktā ikgadējā pieauguma temps 27%, no kuriem mākonis datu centrs gada pieauguma temps būs 30%. % Stabila izaugsme.
Šobrīd lielākā daļa datu centra elektroinstalācijas shēmas izmanto varu, īsas distances daudzrežīmu optiskās ierīces un tālsatiksmes viena režīma optiskās ierīces. Dominē Multi-mode SR4 un Single-mode PSM4 risinājumi. Viens no svarīgākajiem rādītājiem iekšējo kabeļu atlases datu centrā ir izmaksas, un risinājums ar viszemāko cenu bieži vien ir visizdevīgākais. Tāpēc, SR tiek izmantots attālumos simtiem metru, un LR izmanto lielos attālumos vairāk nekā 2 kilometrus. Alibaba pašlaik izmanto 100GBASE-SR4 daudzrežīmu fiber savienojumu savā tīklā un konstatē, ka tas ir rentablāks nekā savienojuma metodi, pamatojoties uz vienu režīmu šķiedras un PSM4 vai CWDM4. Ņemot vērā uzņēmuma lokālo datu centra mērogu, arhitektūru, tīkla jaudu un uzglabāšanas prasības, šajā svarīgtajā tirgū paliks primārie risinājumi attiecībā uz daudzrežīmu šķiedru un VCSEL.
2. OM5 šķiedru ražotāji un SWDM Alliance
OM5 optisko šķiedru paplašina joslas platuma veiktspēju tradicionālo OM4 optisko šķiedru pie 850nm līdz 953nm, izmantojot 4 viļņu garumu īstermiņa viļņu th Division multipleksēšanas (SWDM4) tehnoloģiju, lai vienlaicīgi pārraida četrus viļņu garumiem uz daudzrežīmu šķiedras, lai palielinātu pārvades jaudu daudzrežīmu šķiedras uz sākotnējo 4 reizes, bet pilnībā atpakaļ saderīgi.
Kā jaunu tehnoloģiju, kas var ievērojami palielināt pārvades jaudu daudzrežīmu šķiedras un palielināt pārvades attālumu, SWDM ir pašsaprotama būvniecībai datu centriem un ar to saistīto šķiedru, ierīču un iekārtu ražotājiem. Šobrīd Alianses biedri ir optiskās šķiedras un elektroinstalācijas ražotāji, piemēram, YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope u. tml., kā arī aprīkojuma ražotāji, piemēram, Dell, Huawei, Huasan, Juniper un Module ražotāji, piemēram, Finisar un Lumentum. Alianse atbrīvo multi-source nolīgumu (PPL) 2017 martā, nosakot pieteikumu prasības 40GE SWDM4 un 100GE SWDM4, un norādīja, ka tā turpinās paplašināties līdz 400Gb/s pieteikumus nākotnē.
3. OM5 fiber saistītie standarti Update progress
OM5 Fiber ir veidota, pamatojoties uz OM3/OM4 fiber, un tās darbība ir paplašināta, lai atbalstītu vairākus viļņu garumiem. OM5 parāda nākotni ilgtspējīgas attīstības daudzrežīmu šķiedru sistēmas. Kopš 2015, vairāki lielākie starptautiskie standarti organizācijas ir pievienojusi specifikācijas OM5 Fiber un tās lietojumiem.
3.1. TIA un IEC
Telekomunikāciju nozares asociācija (Tia) bija pirmais oficiāli atbrīvot Tia-492aaae fiber Standard jūnijā 2016, kas definē platjoslas vairākrežīmu fiber (wbmmf), kas var atbalstīt viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas tehnoloģija 850 ~ 950 nm joslā. Oktobrī 2016, ANSI/TIA-568,3-D optisko šķiedru strukturētu elektroinstalācijas standarts tika izlaists, un TIA-492AAAE Optiskā šķiedra tika apstiprināta vadu.
Starptautiskā elektrotehniskā Komisija (IEC) oficiāli atbrīvo IEC 60793-2-10 Ed. 6 fiber Standard augustā 2017, definējot WBMMF kā A1a. 4 šķiedras tipa, un saņēma ISO/IEC atbalstu 11801. Ed. Gada novembrī 2017, ISO/IEC 11801-1 optisko šķiedru elektroinstalācijas standarts tika oficiāli atbrīvots, un nosaukums šīs optiskās šķiedras elektroinstalācijas tika atzīta par OM5.
3,2 IEEE 802,3
Standarts IEEE 802.3 BS, kas sagatavots 2016. septembrī un oficiāli izlaists 2017. decembrī, definē mediju piekļuves vadības parametrus, fiziskā slāņa un vadības parametrus 200GB/s un 400GB/s Ethernet, kas ir arī formāla platjoslas vairākrežīmu fiber elektroinstalācijas to sauc par "OM5" un precizē īsāko saite attālumu, kas OM3/OM4/OM5 trīs tipa šķiedras var atbalstīt 400gbase-SR16 sistēma, kā parādīts 1. tabulā.
Tabula 1 īsākais posms attālums, kas OM3/OM4/OM5 trīs veidu optisko šķiedru var atbalstīt 400GBASE-SR16 sistēma
Gada novembrī 2016, projekts IEEE 802.3 CD standarta atklāta mediju piekļuves kontroles parametriem, fiziskā slāņa, un vadības parametrus 50Gb/s, 100Gb/s, un 200Gb/s Ethernet, un noteikts, ka OM5 fiber var atbalstīt vairāk nekā 100 metri. 50GBASE-SR, 100GBASE-SR2 un 200GBASE-SR4. Tās oficiālie standarti joprojām tiek apspriesti un ir paredzēts izlaist 2018.
Gada novembrī 2017, IEEE 802,3 izveidoja nākamās paaudzes 200GB/s un 400GB/s vairākrežīmu fiber fiziskā slāņa izpētes grupa, kuras mērķis ir izmantot mazāk daudzrežīmu šķiedras nekā esošo Ethernet sasniegt 200GB/s un 400GB/s sistēmas. "NGMMF izpētes grupa". Pēc pirmās oficiālās sanāksmē pētījuma grupas, kas notika 2018 janvārī, divas iespējas 400GBASE-SR8 vai 400GBASE-SR 4.2 tika ierosināts aizstāt 400GBASE-SR16, lai atbalstītu 400G Ethernet. 400GBASE-SR8 risinājums izmanto 8 pāriem optisko šķiedru, kas var pilnībā izmantot priekšrocības esošo tehnoloģiju (izmantojot VCSELs, kas ir vairāk draudzīgs, lai PAM4). Mērķa viļņa garums ir 850nm. Pašlaik ir vairāki optisko moduļu paketes QSFP-DD, OSFP un COBO 8-Lane. 400GBASE-SR 4.2 risinājums izmanto 4 pāriem optisko šķiedru un uztur to pašu elektroinstalācijas metodi kā esošo 100 GBASE-SR4 risinājumu. Katra šķiedra pārraida 2 viļņu garumiem. Tiek izmantota arī PAM4 modulācijas tehnoloģija. Mērķa viļņa garums ir 850nm un garāku viļņu garumu. Gaismas avotu. 400GBASE-SR 4.2 risinājums ir vairāk piemērota elektroinstalācijas izmantojot OM5 fiber, kas var atbalstīt vairākus viļņu garumiem.
4. piemērošana un turpmākā attīstība OM5 fiber
Sākotnējais nolūks OM5 fiber dizains ir jāatbilst viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas (WDM) prasībām vairākrežīmu pārvades sistēmas. Tāpēc tās visvērtīgākais pieteikums ir šajā jomā īsviļņu viļņa th Division multipleksēšanas. Pašlaik viena viļņa garums 50Gb/s multi-viļņu garuma optisko moduļu pamatā daudzrežīmu šķiedras lielākoties joprojām ir pētniecības un attīstības stadijā. Tikai daži optisko moduli ražotāji var sniegt nelielu skaitu paraugu, bet tikai uz iekšējiem eksperimentiem. PAM4 modulācija var nodrošināt vienu viļņu likme 50Gb/s, pamatojoties uz esošo 25Gb/s VCSEL. Divu viļņu garuma divvirzienu (BiDi) tehnoloģija un četru viļņu garuma multiplekmēšana (SWDM4) tehnoloģija samazina šķiedras daudzumu, ko izmanto vienu pusi un trīs ceturtdaļas ātrgaitas Ethernet saitēm, kas pārsniedz 100Gb/s, attiecīgi.
Pētnieki atklāja, ka, iekļaujot atbilstošus fluora elementus kodols slāni optisko šķiedru, atšķirība optimālā alfa vērtība, kas atbilst dažādiem viļņu garumiem var samazināt, lai joslas platumu "ultra-platjoslas daudzrežīmu šķiedras" visā viļņa garuma diapazonā no 850 ~ 1050nm var uzlabot. Šis rezultāts pierāda, ka "ultra-platjoslas Multimode fiber" ir spēja atbalstīt 8 viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas kanālus ar intervālu 30nm ar 850 ~ 1050nm logā.
Pēdējo trīs gadu laikā dažādu optisko šķiedru ražotāji un optisko moduļu ražotāji ir ziņojuši par jaunākajiem pārraides rezultātiem OM5 un "ultra-platjoslas vairākrežīmu optisko šķiedru" saskaņā ar PAM4 modulācijas tehnoloģijas un viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas tehnoloģijas atbalstu, kā parādīts 2. tabulā. No reported eksperimentālie rezultāti, OM5 Fiber ir pietiekams, lai atbalstītu 100Gb/s, 200Gb/s un 400Gb/s multi-viļņu garuma pārvades sistēmas vairāk nekā 150 metri.
Turklāt, optimizējot dizainu, 50 μm pamatdiametra vairākrežīmu fiber var iegūt zemāku diferenciāļa režīma grupas aizkavi (dmgd) nekā zema režīma šķiedra 1550nm logā vairākiem ievades-vairākkārtējas izvades (mimo) režīma dalīšanas multipleksēšanas (MDM)) sistēmā, tādējādi palielinot jaudu optisko šķiedru vairākas reizes, kas pierāda potenciālu Multi-mode optisko šķiedru moduļu sadalīšanas Multipleksēšana nākotnē.
Jaunākās ziņoja PAM4 transmission eksperiments progress
Secinājums
Vairākrežīmu šķiedra vienmēr ir bijusi efektīva un elastīga transmisijas vide, un jaunā daudzrežīmu šķiedras pielietojuma potenciāla nepārtraukta attīstība var to pielāgot ātrākiem pārraides tīkliem. Daudzrežīmu šķiedras ar VCSEL ir priekšrocības zemas saites izmaksas, zemu enerģijas patēriņu, un lielāku pieejamību, padarot to par izmaksu ziņā efektīvu datu centra risinājums lielākajai daļai uzņēmumu klientiem. Nepārtraukta un stabila mākoņa datu centru un uzņēmuma vietējo datu centru pieprasījuma izaugsme nodrošina plašu tirgus perspektīvu rentabliem vairākrežīmu šķiedru risinājumiem. OM5 fiber risinājums, ko nosaka jaunais nozares standarts ir optimizēta Multi-viļņu garuma SWDM un BiDi Transceivers, nodrošinot ilgāku pārvades saites un tīkla modernizācijas starpības ātrgaitas pārvades tīklu virs 100Gb/s.
