OM5: Što donosi novu vrstu optičkog vlakna u lokalnu mrežu optičkih vlakana?

Apr 10, 2020

Ostavi poruku

Trenutno oni koji obraćaju pažnju na razvoj IEEE802.3 više neće biti uznemireni nedostatkom metoda prijenosa, jer se trenutno razvija ili standardizira veliki broj djelomično preklapajućih rješenja. Sada je to predvidljivo: nisu sva rješenja mogu postići komercijalni uspjeh.

U ovom okruženju čini se da korisnici imaju "čekaj i vidi", jer je nemoguće objasniti zašto vlaknasta kralježnica i dalje radi oko 10G. Ova se tehnologija jedva promijenila od 2002. Zahvaljujući razvoju novih tehnologija, mreža kralježnica napokon se može zamijeniti tehnologijom multipleksiranja višenamenskih vlakana koja dijeli valnu dužinu. Sljedeće će objasniti očekivanje ove nove tehnologije.

Imamo li rezerve za optičku mrežu ulaganja?

Bakreni podatkovni kablovi, za koje se obično smatra da imaju ograničen prenosni potencijal, i dalje su popularni: on ne samo da pokriva čitav LAN zgrade zgrade kao IT infrastrukturu, već pruža pristupnu tačku bežičnog LAN-a i povezuje distribuirane građevinske tehnologije s mrežom. samo to se može koristiti i za POE napajanje. Lokalna mreža trenutno je dizajnirana za 10G (EA tip), što je 10GBase-T standardizovana tehnologija od 2006. godine.

Međutim, većina objekata s optičkim vlaknima i lokalne mreže koje pružaju ove horizontalne strukture djeluje samo na razini 10G, odnosno 10GBase-SR standardiziranom tehnologijom od 2002. To je nespojivo s logikom Ethernet LAN-a: za svrhu za siguran rad, okosna mreža trebala bi biti u većoj "fazi" u pogledu brzine od svoje pristupne mreže. Ovo zahtijeva implementaciju najnovije tehnologije od 40 GBase-SR4, standardizirane od 2010. godine.

Trenutno se 40G primopredajnici široko koriste u velikim podatkovnim centrima ili matičnim mrežama, umjesto da koriste četverosmjerne 10G primopredajnike. Ovaj način rada ne povećava zahtjeve za brzinom linije svakog para vlakana. To ima smisla ekonomski, ali tehnički je mjera zaustavljanja.
Uvođenje 8 multimode paralelnih kablova (sa četiri paralelno vođena 10Gb / s kanala) tehnološki je skok. Podrška korištenju klasične topološke tehnologije sa dva vlakna dovest će do veće složenosti i nedostatka iskustva u radu i održavanju, što ne može ispuniti dugoročne zahteve za performansama MPO tehnologije za povezivanje. Osim toga, još jedan problem je ograničen proračun veze. Vrijeme 40G implementacije je sazrijevalo, ne samo zbog hijerarhijske strukture mreže, već i zbog toga što je 40G primopredajnik dostigao razumnu razinu cijena, stvarajući pretpostavku za ove investicije.

Trenutno moramo priznati da je naš potencijal tehnološkog razvoja naišao na usko grlo. Na primjer, korištenje izvora signala i prijemnika na paru optičkih vlakana ne može kontinuirano prenositi podatke veće od 100G. U stvari, za obradu koristimo višekanalnu metodu paralelnog povezivanja. Pored verzije višeslojnog kompletnog prijenosa (optički kabl-prijemnik), postoji i rješenje za povezivanje optičkih kanala paralelno s vlaknastim kanalom u svim smjerovima. Ovo je WDM (Multiplexing Wavelength Division Multiplexing) metoda koja se koristi u području tehnologije prijenosa širokog područja već više od 15 godina. Ova tehnologija koristi 1550 nanometara kao središnju valnu duljinu i fiksni interval od 50Ghz ili 100Ghz između svakog vala. Nedavno je WDM tehnologija postigla određeni napredak u kratkoj talasnoj dužini od 850nm-950nm, poznatom i pod nazivom (Shortwave-CWDM) ili SWDM.

SWDM širokopojasno multimode vlakno
Danas su OM3 i OM4 multimode vlakna (MMF) medij izbora za Ethernet i Fiber Channel aplikacije (NRZ modulacija djeluje na 850 nm). Ako želite povećati brzinu podataka, efektivna širina pojasa ograničena je MMF-ovom modalnom disperzijom i malom propusnom širinom VCSEL. Da bi se prevladalo ovo ograničenje, za povećanje kapaciteta potrebne su paralelne veze vlakana koje rade brzinom od 10G i 25 Gbps. Međutim, za ovaj pristup je potrebna infrastruktura zasnovana na tehnologiji povezivanja sa više vlakana (MPO). Da biste nastavili koristiti provjerenu strukturu od dva vlakna, rješenje od 100 Gbps i više, jednom MMF-u se može dati prednost. U ovom se slučaju može koristiti WDM tehnologija. Suprotno tome, OM4-MMF ima veću modalnu širinu opsega, ali mu je raspon talasnih dužina relativno uzak, samo 850 nm, što ograničava njegovu WDM sposobnost. Najekonomičniji način rada za najmanje četiri WDM kanala (svaki kanal 25 Gbps) trebali bi biti širokopojasni MMF-ovi širokog opsega s proširenim rasponom valnih duljina od 100 nanometara. S obzirom na kompatibilnost unazad, talasna dužina od 850 nanometara ostaje nepromijenjena, pa se pojavljuje operativni prozor od 850 do 950 nanometara (vidi sliku 1). Performanse MMF-a u sistemu povezane su sa efektivnom širinom pojasa, na koju utječu efektivna modalna širina pojasa (EMB) i disperzija.

Da bi se osigurala konstantna efektivna širina pojasa od 2000 MHz * km, EMB mora biti 4.700 MHz * km na 850 nm i ne manje od 2.700 MHz * km na 950 nm (vidi sliku 2). Optimiziranjem profila jezgre i optimiziranjem α parametra u staklu GI jezgre, vršna EMB pretvara se u 880 nm, a ostvaruju se širokopojasni MMF-ovi koji udovoljavaju ovoj specifikaciji.
Tehnički prototip širokopojasnih MMF-a izmjeren je upotrebljivim prilagodljivim titanovim safirnim laserom u različitim valnim duljinama od 850 do 950 nanometara. Dobivena tipična EMB prikazana je na slici 2 i uspoređena je s OM4-MMF. Krivulja pokazuje vršni EMB na 875 nm optimiziranim širokopojasnim MMF-ovima, dok OM4 standardni MMF pokazuje užu EMB distribuciju na 850 nm. Stoga širokopojasni MMF ispunjavaju zahtjeve specifikacije EMB, dok standardni OM4-MMF ne može udovoljiti zahtjevima na oko 900 nanometara.

Kako bi se demonstrirale WDM mogućnosti širokopojasnih MMF-ova u postojećim i budućim sistemskim aplikacijama, BER testovi su provedeni na 850 i 980 nanometara i 28 Gbps. Procjena brzine bitne pogreške (BER) pokazuje da je potrebna snaga snage nakon postizanja prijenosa 100m. Pored toga, BER je izmjeren komercijalno dostupnim dupleksnim primopredajnikom od 40 Gbps s 2 WDM kanala (20 Gbps), koji rade na 850, odnosno 980 nanometara. Stoga se prijenos bez grešaka do 300 m (BER <10-12) može="" dobiti="" putem="" širokopojasnog="" mmf-a,="" što="" je="" ekvivalentno="" dualnom="" rasponu=""> U rasponu od 850 do 980 nanometara, 4 WDM kanala (25,8 Gbps) s razmakom od 30 nanometara i kapacitetom od 100G mogu postići prijenos bez grešaka od 200m.
Kapacitet se može dodatno povećati primjenom naprednih formata modulacije (poput PAM-4). U laboratoriji je uspješno postignut širokopojasni MMF od 180 Gbps (s četiri WDM signala od 45 Gbps), a njegov BER je premašio 300m, dok je pod OM4-MMF maksimum bio samo 150m. Ovi rezultati pokazuju da širokopojasni MMF-ovi postižu podatke o performansama od 40, 100 ili 200 Gbps bez potrebe za paralelnom vlaknastom infrastrukturom.

Poređenje troškova
Za 40GBase-x, korisnici imaju više izbora u mrežnim operacijama. Zbog standardiziranog QSFP + formata ljuske, najisplativija primopredajnica može biti plug and play u skladu s različitim prijenosnim udaljenostima. Potvrđen je uobičajeni obrazac:
Pri istoj brzini prijenosa podataka, SM SM primopredajnik (40Gbase-LR4) je 200% do 400% viši od cijene MM primopredajnika (40Gbase-SR4).
Razlika između dva primopredajnika je najmanje 600 eura, što udvostručuje troškove cijelog pasivnog ožičenja (veze).
Prema tome, ako je tehnički izvedivo, vlaknasta podloga na bazi MMF-a je ekonomičnije rješenje.
Neki se korisnici brinu da će SWDM tehnologija primopredajnika stvoriti puno dodatnih troškova. Jednostavna usporedba (slika 3) pokazuje da su osnovni faktori troškova u nekim aspektima ravni ili čak ekonomičniji.

U ovom su slučaju prvi komercijalno dostupni SWDM primopredajnici postali žarište pozornosti. Oni nisu samo proširili izbor primopredajnika daljnjim poboljšanjima, već su omogućili i upotrebu provjerenih LC utikača za održavanje 2-MMF infrastrukture na nivoima snage 40G i 100G.

zaključak
Već postoje korisnici koji planiraju nadogradnju na 40GbE i iznad Etherneta. Velika većina aplikacija su matični uređaji "port-to-port". Dvostruko vlakno OM3 svake linije primijenjeno je u mnogim slučajevima, a nadogradnja sistema se obično izvodi korak po korak. Spomenuti širokopojasni MMF potpuno je unazad kompatibilan s prethodnim OM2, OM3, pa čak i OM4 MMFs i nema drugih zahtjeva za povezivanje hardvera osim tradicionalnih tehnologija, što predstavlja veliku prednost. To omogućava širokopojasnim MMF-u da ekonomski pretvore postojeće 10G mreže u ekonomične mreže od 40G i 100G, a mogu se nadograditi na 200G u budućnosti. Istovremeno, širokopojasni MMF je identificiran kao MMF sljedeće generacije od strane IEEE802.3, i bit će podržan u nadolazećoj formulaciji mrežnih standarda.
Za one koji ne mogu zanemariti cijenu LAN i DC mrežnih okosnica, MM vlakno je nezamjenjivo. Nova širokopojasna MMF tehnologija pruža isplativu tehnologiju prijenosa koja olakšava rješavanje problema dupleksne LC tehnologije. Širokopojasni MMF postao je standardno MM vlakno pod uvjetima IEC i TIA, a u sljedećoj reviziji ISO / IEC11801 bit će definiran kao kategorija OM5 optičkih kabela. Njegovi prvi komercijalni proizvodi već su dostupni na tržištu.

Pošaljite upit