Con la rapida crescita del traffico di dati di rete, negli ultimi anni, gli standard pertinenti per la fibra multimodale e le sue applicazioni hanno continuato ad aggiornare. Aggiornamento della velocità Ethernet da 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE a 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE, e in futuro verrà aggiornato a velocità più elevata 800 GbE / 1.6 TbE; Frequenza Fibre Channel da 8 GFC / 1 6FC a seriale 32 GFC / 64 GFC e parallelo 1 28GFC / 256 GFC come seriale 1 28GFC ad alta velocità e parallela 512 GFC in futuro. Allo stesso tempo, la tecnologia del modulo ottico multimodale si è gradualmente evoluta dalla codifica NRZ alla codifica del segnale PAM 4 a 4 livelli; dalle sorgenti luminose a lunghezza d'onda singola al multiplexing a lunghezza d'onda multipla, come la tecnologia BiDi multiplexing a 2 onde, la tecnologia SWDM multiplexing a 4 onde e il multiplexing possibile 8 futuro della lunghezza d'onda. Inoltre, la fibra multimodale ha il potenziale per MDM, che aumenta la capacità di trasmissione sfruttando le molteplici modalità disponibili nella fibra multimodale.
1. Stato attuale delle applicazioni di cablaggio nei data center
Negli ultimi anni, la domanda di reti di data center ha continuato a crescere. Secondo le statistiche e le previsioni Cisco, il tasso di crescita annuale complessivo del traffico globale dei data center da 2015 a 2020 sarà un tasso di crescita annuale composto del 27%, di cui il data center cloud il tasso di crescita annuale sarà del 30%. % Crescita stabile.
Attualmente, la maggior parte degli schemi di cablaggio del data center utilizza dispositivi ottici multimodali a breve distanza e in rame e dispositivi ottici monomodali a lunga distanza. Dominano le soluzioni SR {{4}} e PSM {4}} a modalità singola. Uno degli indicatori più critici della selezione del cablaggio interno nel data center è il costo e la soluzione con il costo più basso è spesso la più vantaggiosa. Pertanto, SR viene utilizzato per distanze di centinaia di metri e LR viene utilizzato per lunghe distanze di oltre 2 chilometri. Alibaba attualmente utilizza 100 GBASE-SR {{4}} connessione in fibra multimodale nella sua rete e ritiene che sia più conveniente rispetto al metodo di connessione basato su fibra monomodale e PSM {{{{ 13}}}} o CWDM 4. Date le dimensioni, l'architettura, la capacità della rete e i requisiti di archiviazione del data center locale dell'azienda, la fibra multimodale e VCSEL rimarranno le soluzioni primarie in questo importante mercato.
2. OM 5 produttori di fibre e alleanza SWDM
La fibra ottica OM 5 estende le prestazioni della larghezza di banda della fibra ottica OM 4 tradizionale da 850 nm a 953 nm, utilizzando 4 - divisione multiplazione della lunghezza d'onda a lunghezza d'onda corta Tecnologia (SWDM 4) per trasmettere simultaneamente quattro lunghezze d'onda su una fibra multimodale per aumentare la capacità di trasmissione della fibra multimodale ai tempi 4 originali, mentre completamente compatibile con le versioni precedenti.
Come nuova tecnologia che può aumentare notevolmente la capacità di trasmissione della fibra multimodale e aumentare la distanza di trasmissione, SWDM è evidente per la costruzione di data center e relativi produttori di fibre, dispositivi e apparecchiature. Attualmente, i membri dell'alleanza includono produttori di fibre ottiche e di cablaggio come YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope, ecc., E anche produttori di apparecchiature come Dell, Huawei, Huasan, Juniper e produttori di moduli come Finisar e Lumentum. L'alleanza ha rilasciato il Multi-Source Agreement (MSA) a marzo 2017, definendo i requisiti dell'applicazione di 40 GE SWDM {{4}} e 100 GE SWDM {{ 6}} e ha dichiarato che in futuro si espanderà ulteriormente a 40 applicazioni da 0Gb / s.
3. OM 5 progressi relativi agli standard relativi alle fibre
La fibra OM 5 è costruita sulla base della fibra OM 3 / OM 4 e le sue prestazioni sono estese per supportare più lunghezze d'onda. OM 5 mostra il futuro dello sviluppo sostenibile dei sistemi in fibra multimodale. Da 2015, diverse importanti organizzazioni internazionali di standard hanno aggiunto specifiche per la fibra OM 5 e le sue applicazioni.
3. 1 TIA e IEC
La Telecommunications Industry Association (TIA) è stata la prima a rilasciare ufficialmente lo standard in fibra TIA-492AAAE a giugno 2016, che definisce una fibra multimodale a banda larga (WBMMF) in grado di supportare la tecnologia multiplexing a divisione di lunghezza d'onda in 850 ~ 950 banda nm. In ottobre 2016, è stato rilasciato lo standard di cablaggio strutturato in fibra ottica ANSI / TIA-568.3-D e la fibra ottica TIA-492AAAE è stata approvata per il cablaggio.
La Commissione elettrotecnica internazionale (IEC) ha rilasciato ufficialmente la norma IEC 60793-2 - 1 0 ed. {{1}} standard in fibra in agosto 2017, definendo WBMMF come A {{3} } a. 4 tipo di fibra e ha ricevuto il supporto ISO / IEC per 1 1 80 1. ed. A novembre 2017, lo standard ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 è stato ufficialmente rilasciato lo standard di cablaggio in fibra ottica e il nome di questo cablaggio in fibra ottica è stato determinato come OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
Lo standard IEEE 802. 3 bs, redatto a settembre 2016 e rilasciato ufficialmente a dicembre 2017, definisce i parametri di controllo dell'accesso ai media, il livello fisico e i parametri di gestione di {{ 4}} Gb / se 400 Gb / s Ethernet, che è anche formale per il cablaggio in fibra multimodale a banda larga Si chiama 0010010 quot; OM 5 & quot; e specifica la distanza di collegamento più breve che la fibra a tre tipi OM 3 / OM 4 / OM 5 può supportare nel sistema 400 GBASE-SR 16 , come mostrato nella tabella 1.
Tabella 1 La distanza di collegamento più breve che OM 3 / OM 4 / OM 5 tre tipi di fibra ottica può supportare in 400 GBASE-SR {{6 }}sistema
A novembre 2016, la bozza dello standard IEEE 802. 3 ha rivelato i parametri di controllo dell'accesso ai media, il livello fisico e i parametri di gestione per 50 Gb / s, {{ 4}} Gb / s e 200 Gb / s Ethernet e ha stabilito che la fibra OM 5 può supportare più di {{4}} metri. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 e 200 GBASE-SR 4. I suoi standard ufficiali sono ancora in discussione e sono previsti per il rilascio in 2018.
A novembre 2017, IEEE 802. 3 ha creato lo strato fisico in fibra multimodale di prossima generazione {{4}} Gb / se 400 Gb / s gruppo di ricerca, che mira a utilizzare meno fibra multimodale rispetto a Ethernet esistente per ottenere sistemi {{4}} Gb / se 400 Gb / s. Trasmissione, indicata come 0010010 quot; Gruppo di studio NGMMF 0010010 quot ;. Alla prima riunione formale del gruppo di studio tenutosi a gennaio 2018, due opzioni di 400 GBASE-SR 8 o 400 GBASE-SR 4. { {17}} è stato proposto di sostituire 400 GBASE-SR 16 per supportare 400 G Ethernet. La 400 GBASE-SR 8 utilizza 8 coppie di fibre ottiche, che possono sfruttare appieno i vantaggi della tecnologia esistente (utilizzando VCSEL più amichevoli con PAM {{16 }}). La lunghezza d'onda target è 850 nm. Esistono attualmente diversi pacchetti di moduli ottici per QSFP-DD, OSFP e COBO 8-Lane. La 400 GBASE-SR 4. 2 utilizza 4 coppie di fibre ottiche e mantiene lo stesso metodo di cablaggio dell'attuale 100 GBASE-SR {{ 16}} soluzione. Ogni fibra trasmette 2 lunghezze d'onda. Viene anche utilizzata la tecnologia di modulazione PAM 4. La lunghezza d'onda target è 850 nm e una lunghezza d'onda più lunga. Fonte di luce. La soluzione 400 GBASE-SR 4. 2 è più adatta per il cablaggio mediante fibra OM 5 in grado di supportare più lunghezze d'onda.
4. Applicazione e sviluppo futuro della fibra OM 5
L'intenzione originale del design della fibra OM 5 è di soddisfare i requisiti di multiplexing a lunghezza d'onda (WDM) dei sistemi di trasmissione multimodale. Pertanto, la sua applicazione più preziosa è nel campo del multiplexing della divisione della lunghezza d'onda delle onde corte. Attualmente, i moduli ottici a lunghezza d'onda singola 50 Gb / s multi-lunghezza d'onda basati su fibra multimodale sono per lo più ancora nella fase di ricerca e sviluppo. Solo pochi produttori di moduli ottici possono fornire un piccolo numero di campioni, ma solo per esperimenti interni. La modulazione PAM {{4}} può fornire una frequenza a onda singola di 50 Gb / s in base al VCSEL esistente 25 Gb / s. La tecnologia bidirezionale a due lunghezze d'onda (BiDi) e la tecnologia multiplexing a quattro lunghezze d'onda (SWDM 4) riducono la quantità di fibra utilizzata da metà e tre quarti per collegamenti Ethernet ad alta velocità oltre 100 Gb / s, rispettivamente.
I ricercatori hanno scoperto che incorporando appropriati elementi di fluoro nello strato centrale della fibra ottica, la differenza nel valore alfa ottimale corrispondente a diverse lunghezze d'onda può essere ridotta, in modo che la larghezza di banda della 0010010 quot; fibra multimodale a banda ultra larga 0010010 quot; nell'intero intervallo di lunghezze d'onda di 850 ~ 1050 nm può essere migliorato. Questo risultato dimostra che 0010010 quot; Fibra multimodale a banda ultra larga 0010010 ; ha la capacità di supportare 8 canali multiplexing a divisione di lunghezza d'onda con un intervallo di 30 nm nella finestra 850 ~ 1050 nm.
Negli ultimi tre anni, vari produttori di fibre ottiche e produttori di moduli ottici hanno riportato gli ultimi risultati di trasmissione di OM 5 e 0010010 quot; fibra ottica multimodale a banda ultra larga 0010010 quot; sotto il supporto della tecnologia di modulazione PAM 4 e della tecnologia multiplexing di divisione delle lunghezze d'onda, come mostrato nella Tabella 2. Dai risultati sperimentali riportati, la fibra OM 5 è sufficiente per supportare i sistemi di trasmissione a lunghezza d'onda multipla 100 Gb / s, 2 00Gb / se 400 Gb / s su { {11}} metri.
Inoltre, grazie al design ottimizzato, la fibra multimodale 50 μm con diametro del nucleo può ottenere un ritardo del gruppo in modalità differenziale inferiore (DMGD) rispetto alla fibra in modalità bassa nella finestra 1550 nm per più ingressi-uscite multiple ( MIMO) modalità multiplexing a divisione (MDM)) Nel sistema, aumentando così la capacità della fibra ottica più volte, il che dimostra il potenziale della fibra ottica multimodale per il multiplexing a divisione modulare in futuro.
Avanzamento dell'esperimento di trasmissione PAM 4 riportato di recente
Conclusione
La fibra multimodale è sempre stata un mezzo di trasmissione efficiente e flessibile e il continuo sviluppo di nuove potenzialità applicative della fibra multimodale può adattarlo alle reti di trasmissione ad alta velocità. La fibra multimodale con VCSEL presenta i vantaggi di bassi costi di collegamento, basso consumo energetico e maggiore disponibilità, rendendola la soluzione di data center più economica per la maggior parte dei clienti aziendali. La crescita continua e stabile della domanda di data center cloud e data center locali aziendali offre un'ampia prospettiva di mercato per soluzioni in fibra multimodale convenienti. La soluzione in fibra OM 5 definita dal nuovo standard industriale è ottimizzata per i ricetrasmettitori SWDM e BiDi a lunghezze d'onda multiple, fornendo collegamenti di trasmissione più lunghi e margini di aggiornamento della rete per reti di trasmissione ad alta velocità superiori a 100 Gb / s.
