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

Apr 10, 2020

Ostavite poruku

Trenutno one koji obraćaju pažnju na razvoj IEEE802.3 više neće smetati nedostatak metoda prijenosa, jer se trenutno razvija ili standardizira veliki broj djelomično preklapajućih rješenja. Sada je to predvidljivo: ne mogu sva rješenja 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, kralježnična mreža napokon se može zamijeniti tehnologijom multipleksiranja višenamenskih vlakana koja dijeli valnu duljinu. Sljedeće će objasniti očekivanje ove nove tehnologije.

Imamo li rezerve za optičku mrežu ulaganja?

Bakreni podatkovni kablovi, za koje se općenito smatra da imaju ograničen prijenosni potencijal, i dalje su popularni: ne pokrivaju samo LAN cijele zgrade kao IT infrastrukturu, već pružaju pristupnu točku za bežični LAN i povezuju 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 standardizirana tehnologija od 2006. godine.

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

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 kabela (s četiri paralelno vođena 10Gb / s kanala) tehnološki je skok. Podrška korištenju klasične topološke tehnologije s dva vlakna dovest će do veće složenosti i nedostatka iskustva u radu i održavanju, što ne može udovoljiti zahtjevima za dugoročnim performansama MPO tehnologije povezivanja. Uz to, još jedan problem je ograničen proračun veze. Vrijeme primjene 40G sazrijevalo je, ne samo zbog hijerarhijske strukture mreže, već i zbog toga što je 40G primopredajnik dostigao razumnu razinu cijena, stvarajući pretpostavku za ta ulaganja.

Trenutno moramo priznati da se naš potencijal tehnološkog razvoja našao u uskom grlu. Na primjer, uporaba izvora signala i prijamnika na paru optičkih vlakana ne može kontinuirano prenositi podatke veće od 100G. Zapravo za obradu koristimo višekanalnu metodu paralelnog povezivanja. Pored verzije cjelovitog prijenosnog puta (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 50 Ghz ili 100Ghz između svakog vala. Nedavno je WDM tehnologija postigla određeni napredak u kratkoj valnoj duljini od 850nm-950nm, poznatom i pod nazivom (Shortwave-CWDM) ili SWDM.

SWDM širokopojasna multimode vlakna
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 prijenosa podataka, efektivna širina pojasa ograničena je MMF modalnom disperzijom i niskom propusnošću VCSEL. Da bi se prevladalo ovo ograničenje, za povećanje kapaciteta potrebne su paralelne veze vlakana koje rade brzinom od 10G i 25 Gbps. Međutim, ovaj pristup zahtijeva infrastrukturu koja se temelji na tehnologiji povezivanja s više vlakana (MPO). Da biste nastavili koristiti provjerenu strukturu s 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 pojasa, ali mu je raspon valnih duljina 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 unatrag, valna duljina od 850 nanometara ostaje nepromijenjena, pa se pojavljuje operativni prozor od 850 do 950 nanometara (vidi sliku 1). Performanse MMF-a u sustavu povezane su s 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 manja 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 primjenom prilagodljivog titanovog safirnog lasera 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 optimiziranom širokopojasnom MMF-u, dok OM4 standardni MMF pokazuje užu raspodjelu EMB na 850 nm. Stoga širokopojasni MMF zadovoljavaju zahtjeve specifikacije EMB, dok standardni OM4-MMF ne može zadovoljiti zahtjeve 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 postignuta rezerva snage nakon 100m prijenosa. Pored toga, BER je mjeren korištenjem komercijalno dostupnog dupleksnog primopredajnika od 40 Gbps s 2 WDM kanala (20 Gbps), koji radi na 850 odnosno 980 nanometara. Stoga se prijenos bez grešaka do 300 m (BER <10-12) može="" dobiti="" putem="" širokopojasnog="" mmf-a,="" što="" je="" ekvivalent="" 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 pogrešaka od 200m.
Kapacitet se može dodatno povećati primjenom naprednih modulacijskih formata (poput PAM-4). U laboratoriju je uspješno postignut širokopojasni MMF od 180 Gbps (s četiri WDM signala od 45 Gbps), a njegov BER premašio je 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.

Usporedba troškova
Za 40GBase-x korisnici imaju višestruke mogućnosti mrežnih operacija. 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 primopredajnik (40Gbase-LR4) je 200% do 400% viši od cijene MM primopredajnika (40Gbase-SR4).
Razlika između dva primopredajnika je najmanje 600 €, što udvostručuje troškove cijelog pasivnog ožičenja (veze).
Stoga je, ako je tehnički izvedivo, vlaknasta kralježnica na bazi MMF-a 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 dokazanih LC utikača za održavanje 2-MMF infrastrukture na razinama snage 40G i 100G.

zaključak
Već postoje korisnici koji planiraju nadograditi na 40GbE i iznad Etherneta. Velika većina aplikacija čine matični uređaji "port-to-port". Dvostruko vlakno OM3 svakog retka primjenjeno je u mnogim slučajevima, a nadogradnja sustava obično se provodi korak po korak. Spomenuti širokopojasni MMF potpuno je unatrag kompatibilan s prethodnim OM2, OM3, pa čak i OM4 MMFs i nema drugih zahtjeva za povezivanje hardvera osim tradicionalnih tehnologija, što je velika 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. Istodobno, IEEE802.3 je MMF širokopojasne mreže identificiran kao MMF sljedeće generacije i bit će podržan u nadolazećoj formulaciji mrežnih standarda.
Za one koji ne mogu zanemariti cijenu okosnica LAN i DC mreže, MM vlakna su nezamjenjiva. 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