OM5: Hvad bringer en ny type optisk fiber til det lokale netværk af optisk fiber?

Apr 10, 2020

Læg en besked

I øjeblikket vil de, der er opmærksomme på udviklingen af ​​IEEE802.3, ikke længere blive urolige af manglen på transmissionsmetoder, fordi et stort antal delvist overlappende løsninger i øjeblikket er under udvikling eller standardisering. Det kan nu forventes: ikke alle løsninger kan opnå kommerciel succes.

I dette miljø ser brugerne ud til at have en "vent og se" -indstilling, fordi det er umuligt at forklare, hvorfor fiberryggen stadig kører på omkring 10G. Denne teknologi er næppe ændret siden 2002. Takket være udviklingen af ​​nye teknologier kan backbone-netværket endelig udskiftes gennem bølgelængdeafdelingsmultiplexingsteknologien i multimodefibre. Følgende vil forklare forventningen til denne nye teknologi.

Har vi optiske netværksinvesteringsreserver?

Kobberdatakabler, som generelt anses for at have et begrænset transmissionspotentiale, er stadig populære: det dækker ikke kun hele bygningens LAN som en IT-infrastruktur, men giver også et trådløst LAN-adgangspunkt og forbinder distribuerede konstruktionsteknologier til netværket Ikke kun det, det kan også bruges til POE-strømforsyning. Lokalnetværket er i øjeblikket designet til 10G (EA-type), som er den 10 GB-standardiserede teknologi siden 2006.

De fleste af de optiske fiberfaciliteter og lokalnetværk, der leverer disse vandrette strukturer, fungerer imidlertid kun på 10G-niveau, det vil sige 10 GB-SR-standardiseret teknologi siden 2002. Dette er uforeneligt med Ethernet LAN-logikken: til formålet for sikker betjening skal rygradenetværket være i en hurtigere "fase" med hensyn til hastighed end dets adgangsnetværk. Dette kræver implementering af den nyeste 40GBase-SR4-teknologi, der er standardiseret siden 2010.

På nuværende tidspunkt er 40G-transceivere vidt brugt i store datacentre eller rygradenetværk i stedet for at bruge 4-vejs 10G-transceivere. Denne tilstand øger ikke kravene til liniehastighed for hvert fiberpar. Dette giver mening økonomisk, men teknisk set er det en stopgap-foranstaltning.
Indførelsen af ​​8 multimodefibre parallelle kabler (med fire parallelle styrede 10 Gb / s-kanaler) er et teknologisk spring. Understøttelse af brugen af ​​klassisk tofiber-topologiteknologi vil føre til højere kompleksitet og manglende drifts- og vedligeholdelseserfaring, som ikke kan opfylde de langsigtede ydeevne krav til MPO-forbindelse teknologi. Derudover er et andet problem det begrænsede linkbudget. Tidspunktet for 40G-implementering er modnet, ikke kun på grund af netværkets hierarkiske struktur, men også fordi 40G-transceiveren har nået et rimeligt prisniveau, hvilket skaber forudsætningen for disse investeringer.

På nuværende tidspunkt må vi indrømme, at vores teknologiske udviklingspotentiale er stødt på en flaskehals. For eksempel kan brug af en signalkilde og en modtager på et par optiske fibre ikke kontinuerligt overføre data på mere end 100G. Faktisk bruger vi flerkanals parallelforbindelsesmetode til behandling. Ud over den flerlags komplette transmissionssti (optisk kabel-modtager) version er der også en løsning til at forbinde optiske kanaler parallelt med en fiberkanal i alle retninger. Dette er WDM-metoden (Wavelength Division Multiplexing), der er blevet anvendt inden for transmissionsteknologi inden for bredt område i mere end 15 år. Denne teknologi bruger 1550 nanometer som centerbølgelængde og et fast interval på 50 GHz eller 100 GHz mellem hver bølge. For nylig har WDM-teknologien gjort nogle fremskridt inden for den korte bølgelængde på 850nm-950nm, også kendt som (Shortwave-CWDM) eller SWDM.

SWDMs bredbåndsmultimodefibre
I dag er OM3 og OM4 multimode fiber (MMF) det valgte medium til Ethernet- og Fiber Channel-applikationer (NRZ-modulation fungerer ved 850 nm). Hvis du vil øge datahastigheden, begrænses den effektive båndbredde af MMF's modale spredning og lave VCSEL-båndbredde. For at overvinde denne begrænsning er der brug for parallelle fiberled, der arbejder med 10G og 25 Gbps liniehastigheder for at øge kapaciteten. Imidlertid kræver denne tilgang infrastruktur baseret på multi-fiberforbindelsesteknologi (MPO). For at fortsætte med at bruge den påviste to-fiberstruktur, en løsning på 100 Gbps og derover, kan en enkelt MMF prioriteres. I dette tilfælde kan WDM-teknologi bruges. I modsætning hertil har OM4-MMF en højere modal båndbredde, men dets bølgelængdeområde er relativt smalt, kun 850 nm, hvilket begrænser dens WDM-kapacitet. Den mest økonomiske driftsform for mindst fire WDM-kanaler (hver kanal 25 Gbps) bør være bredbåndbredde MMF'er med et udvidet bølgelængdeområde på 100 nanometer. I betragtning af bagudkompatibilitet forbliver bølgelængden på 850 nanometer uændret, så der vises et driftsvindue på 850 til 950 nanometer (se figur 1). MMF's ydelse i systemet er relateret til den effektive båndbredde, der påvirkes af den effektive modale båndbredde (EMB) og spredning.

For at sikre en konstant effektiv båndbredde på 2000 MHz * km, skal EMB være 4.700 MHz * km ved 850 nm og ikke mindre end 2.700 MHz * km ved 950 nm (se figur 2). Ved at optimere kerneprofilen og optimere a-parameteren i GI-kerneglasset konverteres top-EMB til 880 nm, og bredbånds-MMF'er, der opfylder denne specifikation, realiseres.
Den tekniske prototype af bredbånds-MMF'er blev målt under anvendelse af en tunabel titanium safirlaser i forskellige bølgelængdeområder fra 850 til 950 nanometer. Den resulterende typiske EMB er vist i figur 2 og sammenlignet med OM4-MMF. Kurven viser top EMB ved 875 nm optimerede bredbånd MMF'er, mens OM4 standard MMF udviser en smalere EMB distribution ved 850 nm. Derfor opfylder bredbånds-MMF'er kravene i EMB-specifikationen, mens standard OM4-MMF ikke kan opfylde kravene på ca. 900 nanometer.

For at demonstrere WDM-kapaciteterne for bredbånds-MMF'er i eksisterende og fremtidige systemapplikationer blev BER-test udført ved 850 og 980 nanometer og 28 Gbps. Evaluering af bitfejlhastighed (BER) viser, at den krævede effektreserve efter 100 m transmission er nået. Derudover blev BER målt ved anvendelse af en kommercielt tilgængelig 40 Gbps duplex-transceiver med 2 WDM-kanaler (20 Gbps), der arbejdede på henholdsvis 850 og 980 nanometer. Derfor kan en fejlfri transmission på op til 300 m (BER <10-12) opnås="" gennem="" bredbånd="" mmf,="" hvilket="" svarer="" til="" transceiverens=""> I området 850 til 980 nanometer kan 4 WDM-kanaler (25,8 Gbps) med en afstand på 30 nanometer og en kapacitet på 100G opnå en fejlfri transmission på 200 m.
Kapaciteten kan øges yderligere ved at implementere avancerede moduleringsformater (såsom PAM-4). På laboratoriet blev 180 Gbps transmission af bredbånd MMF opnået med succes (med fire 45 Gbps PAM-4 WDM-signaler), og dens BER overskred 300 m, mens maksimum under OM4-MMF kun var 150 m. Disse resultater indikerer, at bredbånd MMF'er opnår ydelsesdata på 40, 100 eller 200 Gbps uden behov for parallel fiberinfrastruktur.

Omkostningssammenligning
For 40GBase-x har brugerne flere valg i netværksoperationer. På grund af det standardiserede QSFP + shell-format kan den mest omkostningseffektive transceiver-version være plug and play i henhold til forskellige transmissionsafstande. Et almindeligt mønster er bekræftet:
Ved den samme datahastighed er prisen for SM-transceiveren (40Gbase-LR4) 200% til 400% højere end prisen på MM-transceiveren (40Gbase-SR4).
Forskellen mellem de to transceivere er mindst € 600, hvilket fordobler udgifterne til hele den passive ledning (link).
Derfor, hvis det er teknisk muligt, er MMF-baseret fiberryggen en mere økonomisk løsning.
Nogle brugere bekymrer sig for, at transceiverens SWDM-teknologi vil generere en masse ekstra omkostninger. En simpel sammenligning (figur 3) viser, at de grundlæggende omkostningsfaktorer i nogle henseender er flade eller endnu mere økonomiske.

I dette tilfælde er den første kommercielt tilgængelige SWDM-transceiver blevet fokus for opmærksomhed. De har ikke kun udvidet valget af transceivere gennem yderligere forbedringer, men tillod også brugen af ​​dokumenterede LC-stik til at opretholde 2-MMF-infrastruktur ved 40G og 100G effektniveauer.

konklusion
Der er allerede brugere, der planlægger at opgradere til 40GbE og over Ethernet. Langt de fleste applikationer er backbone-port-til-port-enheder. Den dobbelte fiber OM3 på hver linje er blevet anvendt i mange tilfælde, og systemopgraderingen udføres normalt trin for trin. Ovennævnte bredbånd MMF er fuldt ud bagud kompatibel med de tidligere OM2, OM3 og endda OM4 MMF'er, og den har ingen andre krav til tilslutning af hardware end traditionelle teknologier, hvilket er en stor fordel. Dette giver bredbånd MMF økonomisk konvertering af eksisterende 10G-netværk til omkostningseffektive 40G- og 100G-netværk og kan opgraderes til 200G i fremtiden. Samtidig er bredbånd MMF blevet identificeret som den næste generation MMF af IEEE802.3 og vil blive understøttet i den kommende formulering af netværksstandarder.
For dem, der ikke kan ignorere omkostningerne ved LAN- og DC-netværksbaggrunde, er MM-fiber uerstattelig. Den nye bredbånd MMF-teknologi giver en omkostningseffektiv transmissionsteknologi, der gør LC-dupleksinfrastrukturproblemer lettere at håndtere. Bredbånd MMF er blevet en standard MM-fiber under betingelserne i IEC og TIA og vil blive defineret som kategorien OM5-optiske kabler i den næste revision af ISO / IEC11801. Dens første kommercielle produkter er allerede tilgængelige på markedet.

Send forespørgsel