Con el rápido crecimiento del tráfico de datos de red, en los últimos años, los estándares relevantes para la fibra multimodo y sus aplicaciones han seguido actualizándose. Actualización de velocidad de Ethernet de 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE a 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE, y en el futuro se actualizará a una velocidad más alta 800 GbE / 1.6 TbE; Velocidad de canal de fibra de 8 GFC / 1 6FC a serial 32 GFC / 64 GFC y paralelo 1 28GFC / 256 GFC, también como serial 1 28GFC de mayor velocidad y 512 GFC paralelo en el futuro. Al mismo tiempo, la tecnología del módulo óptico multimodo ha evolucionado gradualmente de la codificación NRZ a la codificación de señal PAM 4 de 4 niveles; desde fuentes de luz de longitud de onda única hasta multiplexación de longitud de onda múltiple, como la tecnología BiDi de multiplexación de 2 ondas, la tecnología SWDM de multiplexación de 4 ondas y la futura multiplexación de longitud de onda 8 posible. Además, la fibra multimodo tiene el potencial de MDM, lo que aumenta la capacidad de transmisión al aprovechar los múltiples modos disponibles en fibra multimodo.
1. Estado actual de las aplicaciones de cableado en centros de datos.
En los últimos años, la demanda de redes de centros de datos ha seguido creciendo. Según las estadísticas y predicciones de Cisco, la tasa de crecimiento anual general del tráfico del centro de datos global de 2015 a 2020 será una tasa de crecimiento anual compuesta de 27%, de los cuales el centro de datos en la nube la tasa de crecimiento anual será del 30%. % De crecimiento estable.
En la actualidad, la mayoría de los esquemas de cableado del centro de datos utilizan cobre, dispositivos ópticos multimodo de corta distancia y dispositivos ópticos monomodo de larga distancia. Las soluciones SR {{4}}} de modo múltiple y PSM de modo único {{4}} dominan. Uno de los indicadores más críticos de la selección de cableado interno en el centro de datos es el costo, y la solución con el costo más bajo suele ser la más ventajosa. Por lo tanto, SR se usa para distancias de cientos de metros y LR se usa para largas distancias de más de 2 kilómetros. Alibaba actualmente utiliza 100 GBASE-SR {{4}} conexión de fibra multimodo en su red y descubre que es más rentable que el método de conexión basado en fibra monomodo y PSM {{{{ 13}}}} o CWDM 4. Dada la escala, la arquitectura, la capacidad de la red y los requisitos de almacenamiento de la empresa 0010010 # 39; el centro de datos local, la fibra multimodo y VCSEL seguirán siendo las soluciones principales en este importante mercado.
2. Fabricantes de fibra OM 5 y alianza SWDM
La fibra óptica OM 5 extiende el rendimiento del ancho de banda de la fibra óptica OM 4 tradicional a 850 nm a 953 nm, utilizando 4 - multiplexación por división de longitud de onda corta de longitud de onda (SWDM 4) tecnología para transmitir simultáneamente cuatro longitudes de onda en una fibra multimodo para aumentar la capacidad de transmisión de la fibra multimodo a las 4 originales, mientras que es totalmente compatible con versiones anteriores.
Como una nueva tecnología que puede aumentar en gran medida la capacidad de transmisión de fibra multimodo y aumentar la distancia de transmisión, SWDM es evidente para la construcción de centros de datos y fabricantes relacionados de fibra, dispositivos y equipos. En la actualidad, los miembros de la alianza incluyen fabricantes de fibra óptica y cableado como YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope, etc., y también incluyen fabricantes de equipos como Dell, Huawei, Huasan, Juniper y fabricantes de módulos como Finisar y Lumentum. La alianza lanzó el Acuerdo de múltiples fuentes (MSA) en marzo 2017, definiendo los requisitos de aplicación de 40 GE SWDM {{4}} y 100 GE SWDM {{ 6}}, y declaró que se expandirá aún más a 40 aplicaciones de 0Gb / s en el futuro.
3. OM 5 progreso de actualización de estándares relacionados con fibra
La fibra OM 5 está construida sobre la base de la fibra OM 3 / OM 4 , y su rendimiento se extiende para admitir múltiples longitudes de onda. OM 5 muestra el futuro del desarrollo sostenible de los sistemas de fibra multimodo. Desde 2015, varias organizaciones internacionales de estándares importantes han agregado especificaciones para la fibra OM 5 y sus aplicaciones.
3. 1 TIA e IEC
La Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA) fue la primera en lanzar oficialmente el estándar de fibra TIA-492AAAE en junio 2016, que define una fibra multimodo de banda ancha (WBMMF) que puede admitir la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda en 850 ~ 950 banda nm. En octubre 2016, se lanzó el estándar de cableado estructurado de fibra óptica ANSI / TIA-568.3-D, y se aprobó la fibra óptica TIA-492AAAE para el cableado.
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) lanzó oficialmente el estándar de fibra IEC 60793-2 - 1 0 ed. {{1}} en agosto 2017, definiendo WBMMF como A {{3} } a. 4 tipo de fibra, y recibió soporte ISO / IEC para 1 1 80 1. ed. En noviembre 2017, se lanzó oficialmente el estándar de cableado de fibra óptica ISO / IEC 1 1 80 1 - 1, y el nombre de este cableado de fibra óptica se determinó que era OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
El estándar IEEE 802. 3 bs, redactado en septiembre 2016 y lanzado oficialmente en diciembre 2017, define los parámetros de control de acceso a los medios, la capa física y los parámetros de gestión de {{ 4}} Gb / sy 400 Gb / s Ethernet, que también es formal para el cableado de fibra multimodo de banda ancha Se denomina 0010010 quot; OM 5 & quot; y especifica la distancia de enlace más corta que la fibra de tres tipos OM 3 / OM 4 / OM 5 puede admitir en el sistema 400 GBASE-SR 16 , como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 La distancia de enlace más corta que OM 3 / OM 4 / OM 5 tres tipos de fibra óptica pueden admitir en 400 GBASE-SR {{6 }}sistema
En noviembre 2016, el borrador del estándar IEEE 802. 3 cd reveló los parámetros de control de acceso a los medios, la capa física y los parámetros de gestión para 50 Gb / s, {{ 4}} Gb / s, y 200 Gb / s Ethernet, y estipulan que la fibra OM 5 puede soportar más de {{4}} metros. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 y 200 GBASE-SR 4. Sus estándares oficiales aún están en discusión y están programados para ser lanzados en 2018.
En noviembre 2017, IEEE 802. 3 estableció la capa física de fibra multimodo de {{4}} Gb / s y 400 Gb / s de próxima generación grupo de investigación, cuyo objetivo es utilizar menos fibra multimodo que la Ethernet existente para lograr sistemas {{4}} Gb / sy 400 Gb / s. Transmisión, denominada 0010010 "; Grupo de Estudio NGMMF 0010010 "; En la primera reunión formal del grupo de estudio celebrada en enero 2018, dos opciones de 400 GBASE-SR 8 o 400 GBASE-SR 4. { Se propuso {17}} para reemplazar 400 GBASE-SR 16 para admitir 400 G Ethernet. La solución 400 GBASE-SR 8 utiliza 8 pares de fibras ópticas, que pueden aprovechar al máximo las ventajas de la tecnología existente (utilizando VCSEL que son más amigables con PAM {{16 }}). La longitud de onda objetivo es 850 nm. Actualmente hay varios paquetes de módulos ópticos para QSFP-DD, OSFP y COBO 8-Lane. La solución 400 GBASE-SR 4. 2 usa 4 pares de fibras ópticas y mantiene el mismo método de cableado que el 100 GBASE-SR existente {{ 16}} solución. Cada fibra transmite 2 longitudes de onda. También se utiliza la tecnología de modulación PAM 4. La longitud de onda objetivo es 850 nm y una longitud de onda más larga. Fuente de luz. La solución 400 GBASE-SR 4. 2 es más adecuada para el cableado con fibra OM 5 que puede admitir múltiples longitudes de onda.
4. Aplicación y desarrollo futuro de fibra OM 5
La intención original del diseño de fibra OM 5 es cumplir con los requisitos de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) de los sistemas de transmisión multimodo. Por lo tanto, su aplicación más valiosa es en el campo de la multiplexación por división de longitud de onda de onda corta. En la actualidad, los módulos ópticos de longitud de onda única 50 Gb / s de longitud de onda múltiple basados en fibra multimodo aún se encuentran en la etapa de investigación y desarrollo. Solo unos pocos fabricantes de módulos ópticos pueden proporcionar una pequeña cantidad de muestras, pero solo para experimentos internos. La modulación PAM {{4}} puede proporcionar una velocidad de onda única de 50 Gb / s basada en el VCSEL de 25 Gb / s existente. La tecnología bidireccional de dos longitudes de onda (BiDi) y la tecnología de multiplexación de cuatro longitudes de onda (SWDM 4) reducen la cantidad de fibra utilizada por la mitad y tres cuartos para enlaces Ethernet de alta velocidad por encima de 100 Gb / s, respectivamente.
Los investigadores encontraron que al incorporar elementos de flúor apropiados en la capa central de la fibra óptica, la diferencia en el valor alfa óptimo correspondiente a diferentes longitudes de onda se puede reducir, de modo que el ancho de banda de la fibra multimodo de banda ultra ancha 0010010 0010010 quot; en todo el rango de longitud de onda de 850 ~ 1050 nm se puede mejorar. Este resultado demuestra que 0010010 quot; Fibra multimodo de banda ultra ancha 0010010 quot; tiene la capacidad de soportar 8 canales de multiplexación por división de longitud de onda con un intervalo de 30 nm en la ventana 850 ~ 1050 nm.
En los últimos tres años, varios fabricantes de fibra óptica y fabricantes de módulos ópticos han informado los últimos resultados de transmisión de OM 5 y 0010010 "; fibra óptica multimodo de banda ultra ancha 0010010 "; bajo el soporte de la tecnología de modulación PAM 4 y la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda, como se muestra en la Tabla 2. De los resultados experimentales reportados, la fibra OM 5 es suficiente para soportar 100 Gb / s, 2 00Gb / sy 400 Gb / s sistemas de transmisión de longitud de onda múltiple en { {11}} metros.
Además, a través del diseño optimizado, la fibra multimodo de 50 μm de diámetro central puede obtener un retardo de grupo de modo diferencial (DMGD) más bajo que la fibra de modo bajo en la ventana 1550 nm para múltiples entradas-múltiples salidas ( MIMO (multiplexación por división de modo (MDM)) En el sistema, aumenta la capacidad de la fibra óptica varias veces, lo que demuestra el potencial de la fibra óptica multimodal para la multiplexación por división modular en el futuro.
Último progreso del experimento de transmisión PAM 4 informado
Conclusión
La fibra multimodo siempre ha sido un medio de transmisión eficiente y flexible, y el desarrollo continuo del nuevo potencial de aplicación de la fibra multimodo puede adaptarla a las redes de transmisión de mayor velocidad. La fibra multimodo con VCSEL tiene las ventajas de bajo costo de enlace, bajo consumo de energía y mayor disponibilidad, lo que la convierte en la solución de centro de datos más rentable para la mayoría de los clientes empresariales. El crecimiento continuo y estable de la demanda de centros de datos en la nube y centros de datos locales empresariales ofrece una amplia perspectiva de mercado para soluciones de fibra multimodo rentables. La solución de fibra OM 5 definida por el nuevo estándar de la industria está optimizada para transceptores SWDM y BiDi de longitud de onda múltiple, proporcionando enlaces de transmisión más largos y márgenes de actualización de red para redes de transmisión de alta velocidad superiores a 100 Gb / s.
