Với sự tăng trưởng nhanh chóng của lưu lượng dữ liệu mạng, trong những năm gần đây, các tiêu chuẩn có liên quan cho sợi đa chế độ và các ứng dụng của nó đã tiếp tục được nâng cấp. Nâng cấp tốc độ Ethernet từ 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE thành 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE và trong tương lai sẽ được nâng cấp lên tốc độ cao hơn 800 GbE / nbiêu8 đã được chia sẻ. Tốc độ kênh sợi từ 8 GFC / 1 6FC đến nối tiếp 32 GFC / 64 GFC và song song 1 28GFC / 256 GFC như nối tiếp tốc độ cao hơn 1 28GFC và song song 512 GFC trong tương lai. Đồng thời, công nghệ mô-đun quang đa chế độ đã dần phát triển từ mã hóa NRZ sang mã hóa tín hiệu PAM 4 4 cấp; từ các nguồn sáng bước sóng đơn đến ghép kênh đa bước sóng, như công nghệ BiDi ghép kênh 2 sóng, công nghệ SWDM ghép kênh 4 sóng và ghép kênh bước sóng 8 trong tương lai. Ngoài ra, sợi đa chế độ có tiềm năng cho MDM, giúp tăng khả năng truyền dẫn bằng cách tận dụng nhiều chế độ có sẵn trong sợi đa chế độ.
1. Hiện trạng các ứng dụng cáp trong trung tâm dữ liệu
Trong những năm gần đây, nhu cầu về các mạng trung tâm dữ liệu đã tiếp tục tăng lên. Theo thống kê và dự đoán của Cisco, tốc độ tăng trưởng chung của lưu lượng trung tâm dữ liệu toàn cầu từ 2015 đến 2020 sẽ là tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 27%, trong đó trung tâm dữ liệu đám mây tốc độ tăng trưởng hàng năm sẽ là 30%. % Tăng trưởng ổn định.
Hiện nay, hầu hết các sơ đồ nối dây trung tâm dữ liệu sử dụng đồng, các thiết bị quang đa chế độ khoảng cách ngắn và các thiết bị quang đơn chế độ khoảng cách dài. Đa phương thức SR {{4}} và các giải pháp PSM {{4}} chế độ đơn chiếm ưu thế. Một trong những chỉ số quan trọng nhất của lựa chọn hệ thống cáp nội bộ trong trung tâm dữ liệu là chi phí và giải pháp với chi phí thấp nhất thường là lợi thế nhất. Do đó, SR được sử dụng cho khoảng cách hàng trăm mét và LR được sử dụng cho khoảng cách dài hơn 2 km. Alibaba hiện đang sử dụng 100 GBASE-SR {4}} kết nối sợi đa chế độ trong mạng của mình và thấy rằng nó hiệu quả hơn so với phương thức kết nối dựa trên sợi quang chế độ đơn và PSM {{{{ 13}}}} hoặc CWDM 4. Với quy mô, kiến trúc, dung lượng mạng và yêu cầu lưu trữ của trung tâm dữ liệu cục bộ của doanh nghiệp 0010010 # 39; sợi đa chế độ và VCSEL sẽ vẫn là giải pháp chính trong thị trường quan trọng này.
2. Các nhà sản xuất sợi OM 5 và liên minh SWDM
Sợi quang OM 5 mở rộng hiệu suất băng thông của sợi quang OM 4 truyền thống ở 850 nm đến 953 nm, sử dụng 4 - ghép kênh phân chia bước sóng ngắn bước sóng Công nghệ (SWDM 4) để truyền đồng thời bốn bước sóng trên sợi đa mode để tăng khả năng truyền của sợi đa mode đến lần 4 ban đầu, trong khi tương thích hoàn toàn ngược.
Là một công nghệ mới có thể làm tăng đáng kể khả năng truyền của sợi đa mode và tăng khoảng cách truyền, SWDM là hiển nhiên cho việc xây dựng các trung tâm dữ liệu và các nhà sản xuất thiết bị, sợi và thiết bị liên quan. Hiện tại, các thành viên liên minh bao gồm các nhà sản xuất cáp quang và dây như YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope, v.v., và cũng bao gồm các nhà sản xuất thiết bị như Dell, Huawei, Huasan, Juniper và các nhà sản xuất mô-đun như Finisar và Lumentum. Liên minh đã phát hành Thỏa thuận đa nguồn (MSA) vào tháng 3 2017, xác định các yêu cầu ứng dụng của 40 GE SWDM {{4}} và 100 GE SWDM {{ 6}} và tuyên bố rằng nó sẽ tiếp tục mở rộng sang các ứng dụng 40 0Gb / s trong tương lai.
3. OM 5 tiến trình cập nhật tiêu chuẩn liên quan đến sợi
Sợi OM 5 được xây dựng trên cơ sở sợi OM 3 / OM 4 và hiệu suất của nó được mở rộng để hỗ trợ nhiều bước sóng. OM 5 cho thấy tương lai phát triển bền vững của các hệ thống sợi đa chế độ. Kể từ 2015, một số tổ chức tiêu chuẩn quốc tế lớn đã thêm thông số kỹ thuật cho sợi OM 5 và các ứng dụng của nó.
3. 1 TIA và IEC
Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông (TIA) là người đầu tiên phát hành chính thức tiêu chuẩn sợi TIA-492AAAE vào tháng 6 2016, định nghĩa sợi đa mode băng thông rộng (WBMMF) có thể hỗ trợ công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng trong 850 ~ 950 băng tần nm. Vào tháng 10 2016, tiêu chuẩn dây có cấu trúc sợi quang ANSI / TIA-568.3-D đã được phát hành và sợi quang TIA-492AAAE đã được phê duyệt để nối dây.
Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC) đã chính thức phát hành tiêu chuẩn sợi IEC 60793-2 - 1 0 ed. {{1}} vào tháng 8 2017, xác định WBMMF là A {{3} } a. 4 loại sợi và nhận được hỗ trợ ISO / IEC cho 1 1 80 1. chủ biên Vào tháng 11 2017, tiêu chuẩn dây cáp quang ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 đã chính thức được phát hành và tên của hệ thống dây cáp quang này đã được xác định là OM 5.
3. 2 IEEE 802. 3
Tiêu chuẩn IEEE 802. 3 bs, được soạn thảo vào tháng 9 2016 và được phát hành chính thức vào tháng 12 2017, xác định các tham số điều khiển truy cập phương tiện, lớp vật lý và tham số quản lý của {{ 4}} Gb / s và 400 Gb / s Ethernet, cũng chính thức cho hệ thống dây cáp đa mode băng thông rộng Nó được đặt tên là 0010010 quote; OM 5 & quote; và chỉ định khoảng cách liên kết ngắn nhất mà OM 3 / OM 4 / OM 5 sợi ba loại có thể hỗ trợ trong hệ thống 400 GBASE-SR 16 , như hiển thị trong Bảng 1.
Bảng 1 Khoảng cách liên kết ngắn nhất mà OM 3 / OM 4 / OM 5 ba loại sợi quang có thể hỗ trợ trong 400 GBASE-SR {{6 }} hệ thống
Vào tháng 11 2016, bản nháp của 802. 3 cd tham số điều khiển truy cập phương tiện được tiết lộ, lớp vật lý và tham số quản lý cho 50 Gb / s, {{ 4}} Gb / s và 200 Gb / s Ethernet và quy định rằng sợi OM 5 có thể hỗ trợ nhiều hơn {{4}} mét. {{3 }} GBASE-SR, {{4}} GBASE-SR 2 và 200 GBASE-SR 4. Các tiêu chuẩn chính thức của nó vẫn đang được thảo luận và dự kiến sẽ được phát hành trong 2018.
Vào tháng 11 2017, IEEE 802. 3 đã thành lập lớp {{4}} Gb / s và 400 lớp vật lý sợi đa mode Gb / s nhóm nghiên cứu, nhằm mục đích sử dụng ít sợi đa chế độ hơn Ethernet hiện có để đạt được các hệ thống {{4}} Gb / s và 400 Gb / s. Truyền tải, được gọi là 0010010 quote; Nhóm nghiên cứu NGMMF 0010010 quote;. Tại cuộc họp chính thức đầu tiên của nhóm nghiên cứu được tổ chức vào tháng 1 2018, hai tùy chọn 400 GBASE-SR 8 hoặc 400 GBASE-SR 4. { {17}} đã được đề xuất thay thế 400 GBASE-SR 16 để hỗ trợ 400 G Ethernet. Giải pháp 400 GBASE-SR 8 sử dụng các cặp sợi quang 8 , có thể sử dụng đầy đủ các lợi thế của công nghệ hiện có (sử dụng các VCSEL thân thiện hơn với PAM {{16 }}). Bước sóng đích là 850 nm. Hiện tại có một số gói mô-đun quang cho QSFP-DD, OSFP và COBO 8-Lane. Giải pháp 400 GBASE-SR 4. 2 sử dụng các cặp sợi quang 4 và duy trì cùng một phương thức nối dây như 100 GBASE-SR {{ Giải pháp 16}}. Mỗi sợi truyền các bước sóng 2 . Công nghệ điều chế PAM 4 cũng được sử dụng. Bước sóng đích là 850 nm và bước sóng dài hơn. Nguồn sáng. Giải pháp 400 GBASE-SR 4. 2 phù hợp hơn cho việc nối dây bằng sợi OM 5 có thể hỗ trợ nhiều bước sóng.
4. Ứng dụng và sự phát triển trong tương lai của sợi OM 5
Mục đích ban đầu của thiết kế sợi OM 5 là đáp ứng các yêu cầu ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) của các hệ thống truyền đa mode. Do đó, ứng dụng có giá trị nhất của nó là trong lĩnh vực ghép kênh phân chia bước sóng ngắn. Hiện tại, các mô-đun quang đa bước sóng 50 Gb / s dựa trên sợi đa mode hầu hết vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển. Chỉ có một vài nhà sản xuất mô-đun quang có thể cung cấp một số lượng nhỏ mẫu, nhưng chỉ cho các thử nghiệm nội bộ. Điều chế PAM {4}} có thể cung cấp tốc độ sóng đơn 50 Gb / s dựa trên 25 Gb / s VCSEL hiện có. Công nghệ hai chiều hai bước sóng (BiDi) và công nghệ ghép kênh bốn bước sóng (SWDM 4) làm giảm lượng sợi được sử dụng bởi một nửa và ba phần tư cho các liên kết Ethernet tốc độ cao trên 100 Gb / s, tương ứng.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng bằng cách kết hợp các yếu tố flo thích hợp trong lớp lõi của sợi quang, có thể giảm sự khác biệt về giá trị alpha tối ưu tương ứng với các bước sóng khác nhau, do đó băng thông của 0010010 quote; sợi đa cực siêu băng rộng 0010010 quote; trong toàn bộ phạm vi bước sóng của 850 ~ 1050 nm có thể được cải thiện. Kết quả này chứng minh rằng 0010010 quote; Sợi đa chế độ siêu băng rộng 0010010 quote; có khả năng hỗ trợ các kênh ghép kênh phân chia bước sóng 8 với khoảng 30 nm trong cửa sổ 850 ~ 1050 nm.
Trong ba năm qua, các nhà sản xuất sợi quang và nhà sản xuất mô-đun quang khác nhau đã báo cáo kết quả truyền mới nhất của OM 5 và 0010010 quote; sợi quang đa băng tần siêu băng rộng 0010010 quote; dưới sự hỗ trợ của công nghệ điều chế PAM 4 và công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng, như trong Bảng 2. Từ các kết quả thử nghiệm được báo cáo, sợi OM 5 đủ để hỗ trợ 100 Gb / s, 2 00Gb / s và 400 Hệ thống truyền đa bước sóng Gb / s qua { {11}} mét.
Ngoài ra, thông qua thiết kế được tối ưu hóa, sợi đa mode đường kính lõi 50 canm có thể thu được độ trễ nhóm chế độ vi sai (DMGD) thấp hơn so với sợi chế độ thấp trong cửa sổ 1550 cho nhiều đầu ra nhiều đầu vào ( Ghép kênh phân chia chế độ MIMO) (MDM)) Trong hệ thống, do đó tăng công suất của cáp quang nhiều lần, điều này chứng tỏ tiềm năng của cáp quang đa chế độ cho ghép kênh phân chia mô-đun trong tương lai.
Tiến trình thử nghiệm truyền PAM 4 được báo cáo mới nhất
Phần kết luận
Sợi đa chế độ luôn là một phương tiện truyền dẫn hiệu quả và linh hoạt, và sự phát triển liên tục của tiềm năng ứng dụng mới của sợi đa chế độ có thể thích ứng với các mạng truyền tốc độ cao hơn. Sợi đa chế độ với VCSEL có ưu điểm là chi phí liên kết thấp, tiêu thụ điện năng thấp và tính sẵn sàng cao hơn, làm cho nó trở thành giải pháp trung tâm dữ liệu hiệu quả nhất cho hầu hết khách hàng doanh nghiệp. Sự tăng trưởng liên tục và ổn định của nhu cầu đối với các trung tâm dữ liệu đám mây và trung tâm dữ liệu địa phương của doanh nghiệp cung cấp một triển vọng thị trường rộng lớn cho các giải pháp sợi đa mode hiệu quả về chi phí. Giải pháp sợi OM 5 được xác định theo tiêu chuẩn công nghiệp mới được tối ưu hóa cho các bộ thu phát SWDM và BiDi đa bước sóng, cung cấp các liên kết truyền dài hơn và lề nâng cấp mạng cho các mạng truyền tốc độ cao trên 100 Gb / s.
