Med den snabba tillväxten av nätdatatrafik under de senaste åren har de relevanta standarderna för multimodfiber och dess applikationer fortsatt att uppgraderas. Ethernet-hastighetsuppgradering från 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE till 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE, och i framtiden kommer att uppgraderas till högre hastighet 800 GbE /FT Fiber Channel rate från 8 GFC / 1 6FC till seriell 32 GFC / 64 GFC och parallell 1 28GFC / 256 GFC, liksom som högre hastighet seriell 1 28GFC och parallell 512 GFC i framtiden. Samtidigt har flerfunktionsoptisk modulteknologi gradvis utvecklats från NRZ-kodning till 4-nivå PAM 4 -signalkodning; från enkelvåglängd-ljuskällor till multivåglängdsmultiplexering, till exempel 2-vågsmultiplexerad BiDi-teknik, 4-vågs multiplexerande SWDM-teknik och framtida möjlig 8 våglängdsmultiplexering. Dessutom har multimode fiber potentialen för MDM, vilket ökar överföringskapaciteten genom att dra fördel av flera tillgängliga lägen i multimode fiber.
1. Aktuell status för kablingsapplikationer i datacentra
Under de senaste åren har efterfrågan på datacenternätverk fortsatt att växa. Enligt Cisco-statistik och prognoser kommer den totala årliga tillväxttakten för den globala datacentratrafiken från 2015 till 2020 att vara en sammansatt årlig tillväxttakt på 27%, varav molndatacentret den årliga tillväxttakten blir 30%. % Stabil tillväxt.
För närvarande använder de flesta kopplingsscheman för datacenter koppar, kortdistans-multimodoptiska enheter och optiska enheter med långt avstånd. Multiläge SR {{4}} och PSM {{4}} lösningar i enkelläge dominerar. En av de mest kritiska indikatorerna för val av intern kabling i datacentret är kostnaden, och lösningen med lägsta kostnad är ofta den mest fördelaktiga. Därför används SR på avstånd på hundratals meter, och LR används för långa avstånd på mer än 2 kilometer. Alibaba använder för närvarande 100 GBASE-SR {{4}} multimodfiberanslutning i sitt nätverk och finner att det är mer kostnadseffektivt än anslutningsmetoden baserad på enkelläge fiber och PSM {{{{ 13}}}} eller CWDM 4. Med tanke på omfattningen, arkitekturen, nätverkskapaciteten och lagringskraven för företaget 0010010 # 39; s lokala datacenter, kommer multimodfiber och VCSEL att förbli de primära lösningarna på denna viktiga marknad.
2. OM 5 fibertillverkare och SWDM-allians
OM 5 optisk fiber utökar bandbreddprestanda för traditionell OM 4 optisk fiber vid 850 nm till 953 nm, med 4 - våglängd med kortvåglängdsdelning multiplexering (SWDM 4) -teknologi för att samtidigt överföra fyra våglängder på en multimodefiber för att öka överföringskapaciteten för multimodfibern till de ursprungliga 4 gånger, medan den är helt bakåtkompatibel.
Som en ny teknik som kraftigt kan öka överföringskapaciteten för multimodfiber och öka överföringsavståndet är SWDM självklart för byggandet av datacenter och relaterade tillverkare av fiber-, enhets- och utrustning. För närvarande inkluderar alliansmedlemmarna optiska fiber- och kabeltillverkare som YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope, etc. och inkluderar även utrustningstillverkare som Dell, Huawei, Huasan, Juniper och modultillverkare som Finisar och Lumentum. Alliansen släppte Multi-Source Agreement (MSA) i mars 2017 och definierade tillämpningskraven för 40 GE SWDM {{4}} och 100 GE SWDM {{ 6}} och uppgav att det kommer att ytterligare utvidgas till 40 0 GB / s-applikationer i framtiden.
3. OM 5 fiberrelaterade standarder uppdaterar framstegen
OM 5 fiber är byggd på basis av OM 3 / OM 4 fiber, och dess prestanda utvidgas till att stödja flera våglängder. OM 5 visar framtiden för en hållbar utveckling av multimodfibersystem. Sedan 2015 har flera stora internationella standardiseringsorganisationer lagt till specifikationer för OM 5 fiber och dess applikationer.
3. 1 TIA och IEC
Telecommunications Industry Association (TIA) var den första som officiellt släppte TIA-492AAAE-fiberstandarden i juni 2016, som definierar en bredbands multimodefiber (WBMMF) som kan stödja multiplexeringsteknik för våglängdsdelning i 850 ~ 950 nm band. I oktober 2016 släpptes ANSI / TIA-568.3-D optisk fiberstrukturerad ledningsnorm och TIA-492AAAE optisk fiber godkändes för ledningar.
Internationella elektrotekniska kommissionen (IEC) släppte officiellt IEC 60793-2 - 1 0 red. {{1}} fiberstandard i augusti 2017 och definierade WBMMF som A {{3} } a. 4 fibertyp och fick ISO / IEC-stöd för 1 1 80 1. ed. I november 2017 släpptes ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 standard för ledningar av optisk fiber officiellt, och namnet på denna ledning av optiska fiber var fast besluten att vara OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
IEEE 802. 3 bs-standard, utarbetad i september 2016 och officiellt släppt i december 2017, definierar parametrarna för medias åtkomstkontroll, fysiska lager och hanteringsparametrar för {{ 4}} Gb / s och 400 Gb / s Ethernet, som också är formellt för bredbandsledningar för multimodfiber. Det heter 0010010 quot; OM 5 & quot; och specificerar det kortaste länkavståndet som OM 3 / OM 4 / OM 5 fiber av tre slag kan stödja i 400 GBASE-SR 16 -system, som visas i tabell 1.
Tabell 1 Det kortaste länkavståndet som OM 3 / OM 4 / OM 5 tre typer av optisk fiber kan stödja i 400 GBASE-SR {{6 }}systemet
I november 2016 avslöjade utkastet till IEEE 802. 3 cd-standardparametrar för kontroll av mediaåtkomst, fysiska lager och hanteringsparametrar för 50 Gb / s, {{ 4} Gb / s, och 200 Gb / s Ethernet, och föreskrev att OM 5 fiber kan stödja mer än {{4}} meter. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 och 200 GBASE-SR 4. Dess officiella standarder diskuteras fortfarande och planeras släppas den 2018.
I november 2017 inrättade IEEE 802. 3 nästa generations {{4}} Gb / s och 400 Gb / s fysiska fysiska lager av multimodfiber forskningsgrupp, som syftar till att använda mindre multimodfiber än befintligt Ethernet för att uppnå {{4}} Gb / s och 400 Gb / s-system. Överföring, kallad 0010010 quot; NGMMF Study Group 0010010 quot ;. Vid det första formella mötet i studiegruppen i januari 2018, två alternativ av 400 GBASE-SR 8 eller 400 GBASE-SR 4. { {17}} föreslogs att ersätta 400 GBASE-SR 16 för att stödja 400 G Ethernet. 400 GBASE-SR 8 -lösningen använder 8 par av optiska fibrer, som kan dra full nytta av fördelarna med den befintliga tekniken (med VCSEL-enheter som är mer vänliga mot PAM {{16 }}). Målvåglängden är 850 nm. Det finns för närvarande flera optiska modulpaket för QSFP-DD, OSFP och COBO 8-Lane. 400 GBASE-SR 4. 2 -lösningen använder 4 par av optiska fibrer och upprätthåller samma kopplingsmetod som den befintliga 100 GBASE-SR {{ 16}} lösning. Varje fiber sänder 2 våglängder. PAM 4 -moduleringstekniken används också. Målvåglängden är 850 nm och en längre våglängd. Ljuskälla. 400 GBASE-SR 4. 2 -lösningen är mer lämpad för kabeldragning med OM 5 fiber som kan stödja flera våglängder.
4. Tillämpning och framtida utveckling av OM 5 fiber
Den ursprungliga avsikten med OM 5 fiberkonstruktion är att uppfylla kraven på våglängdsdelningsmultiplexering (WDM) för multimodeöverföringssystem. Därför är dess mest värdefulla applikation inom området för multiplexering av kortvågsvåglängdsdelning. För närvarande är envåglängd 50 Gb / s optiska moduler med flera våglängder baserade på multimodefibrer oftast fortfarande i forsknings- och utvecklingsstadiet. Endast några få tillverkare av optiska moduler kan tillhandahålla ett litet antal prov, men endast för interna experiment. PAM {{4}} modulering kan ge en envågshastighet på 50 Gb / s baserat på den befintliga 25 Gb / s VCSEL. Tvåvåglängd dubbelriktad (BiDi) -teknologi och fyrvåglängdsmultiplexering (SWDM 4) -teknologi minskar mängden fiber som används av hälften och tre fjärdedelar för höghastighets Ethernet-länkar över 100 Gb / s, respektive.
Forskarna fann att genom att införliva lämpliga fluorelement i kärnskiktet i den optiska fibern kan skillnaden i optimalt alfavärde motsvarande olika våglängder reduceras, så att bandbredden för 0010010 quot; ultrabredden multimodfiber 0010010 quot; inom hela våglängdsområdet för 850 ~ 1050 nm kan förbättras. Detta resultat bevisar att 0010010 quot; Ultra-Broadband Multimode Fiber 0010010 quot; har förmågan att stödja 8 våglängdsdelning multiplexeringskanaler med ett intervall på 30 nm i fönstret 850 ~ 1050 nm.
Under de senaste tre åren har olika tillverkare av optiska fibrer och tillverkare av optiska moduler rapporterat de senaste överföringsresultaten från OM 5 och 0010010 quot; ultrabredbandsmultimod optisk fiber 0010010 quot; under stöd av PAM 4 moduleringsteknik och multiplexeringsteknik för våglängdsdelning, såsom visas i tabell 2. Från de rapporterade experimentresultaten är OM 5 fiber tillräcklig för att stödja 100 Gb / s, 2 00 Gb / s och 400 Gb / s övervågssystem med flera våglängder över { {11}} meter.
Genom optimerad design kan 50 μm kärndiameterens multimodfibre dessutom erhålla en lägre differentiell modgruppfördröjning (DMGD) än låglägesfibren i 1550 nm-fönstret för multipel ingång-multipelutgång ( MIMO) mode division multiplexing (MDM)) I systemet och därmed öka kapaciteten för den optiska fibern flera gånger, vilket bevisar potentialen för multi-mode optisk fiber för modulär divisionsmultiplexering i framtiden.
Senast rapporterade PAM 4 överföringsexperimentframsteg
Slutsats
Multimode fiber har alltid varit ett effektivt och flexibelt transmissionsmedium, och den kontinuerliga utvecklingen av ny applikationspotential för multimode fiber kan anpassa den till överföringsnät med högre hastighet. Multimode fiber med VCSEL har fördelarna med låg länkkostnad, låg energiförbrukning och högre tillgänglighet, vilket gör den till den mest kostnadseffektiva datacenterlösningen för de flesta företagskunder. Den kontinuerliga och stabila tillväxten av efterfrågan på molndatacenter och lokala datacentra för företag ger en bred marknadsutsikt för kostnadseffektiva multimodfiberlösningar. OM 5 fiberlösningen som definieras av den nya industristandarden är optimerad för flera våglängds SWDM- och BiDi-sändtagare, vilket ger längre överföringslänkar och nätverksuppgraderingsmarginaler för höghastighetsöverföringsnät över 100 Gb / s.
