.webp)
Многомодовое волокно эволюционировало от OM1, OM2, OM3 до OM4 с момента выхода на рынок в 1980-х годах. Среди них OM3 - многомодовое волокно для источника света с вертикальным резонатором поверхностного излучения лазера (VCSEL), эффективная модовая полоса пропускания (EMB) достигает 2000 МГц. Км, что может поддерживать расстояние передачи до 300 метров или 100 метров для приемопередатчика 10GBASE-SR 100GBASE-SR10 соответственно. Эффективная модовая полоса пропускания (EMB) OM4 по сравнению с OM3 увеличена более чем в 1 раз до 4700 МГц. Км, но поддержка приемопередатчика 100GBASE-SR10 составляет всего 150 метров эффективной дальности передачи, то есть относительно волокна OM3, дальность передачи сети 100G Ethernet увеличилась всего на 50%, что, очевидно, не может удовлетворить потребности будущей высокоскоростной сети.
Будучи одним из вариантов для будущих центров обработки данных, широкополосное многомодовое волокно (WBMMF) значительно превосходит традиционное многомодовое волокно OM4 по эффективной пропускной способности (EMB), поэтому оно может обеспечить достаточный запас для высокоскоростного Ethernet в будущем. Прежде чем разобраться в этом, необходимо тщательно изучить развитие одномодового и многомодового волокна.
Одномодовое и многомодовое волокно: разница и выбор
Одномодовое волокно в основном используется в многочастотных приложениях передачи данных. Обычно используется метод мультиплексирования по длине волны (WDM). После мультиплексирования оптических сигналов для передачи данных достаточно использовать только одномодовое волокно. Выпущенный в 2010 году кабель 100GBASE-LR4 использует двухпроводное одномодовое волокно (1 для передачи + 1 для приёма)1, которое может одновременно мультиплексировать 4 длины волн в одном волокне, обеспечивая скорость передачи 25 Гбит/с на каждой длине волны.
Скорость передачи данных по одномодовому волокну выше, чем у многомодового, а дальность передачи в 50 раз больше, чем у многомодового, поэтому его цена выше, чем у многомодового волокна. По сравнению с многомодовым волокном, диаметр сердцевины одномодового волокна значительно меньше, а благодаря малому диаметру сердцевины и особенностям одномодового волокна оптический сигнал, передаваемый по одномодовому волокну, не искажается наложением световых импульсов. Среди всех типов волокон одномодовое волокно имеет наименьший коэффициент затухания сигнала и наибольшую скорость передачи.
Однако для одномодового волокна необходимо использовать дорогостоящий лазерный (LD) приемопередатчик света, цена одномодового лазерного приемопередатчика как минимум в 3 раза выше, чем многомодового приемопередатчика, а потребляемая мощность как минимум в два раза выше.
В традиционном многомодовом оптоволокне обычно используется последовательный режим передачи. В этом режиме увеличение скорости передачи Ethernet должно увеличивать скорость передачи каждого основного волокна/канала. В настоящее время максимальная скорость последовательной передачи Ethernet составляет 10 Гбит/с на канал, и IEEE разрабатывает стандарт сети со скоростями 25 Гбит/с на канал и 50 Гбит/с на канал. Например, Ethernet 400G будет представлен тремя различными версиями: 25 Гбит/с, 50 Гбит/с и 100 Гбит/с, с числом основных волокон 32, 16 и 8 соответственно. Ethernet 400G использует кодирование без возврата к нулю (NRZ), кодирование PAM4, кодирование DMT и более высокоуровневое кодирование, что приводит к более сложным схемам и энергопотреблению, а следовательно, к более высоким затратам.
В прошлом, на практике, наиболее распространенным фактором, определяющим выбор многомодового или одномодового кабеля, было расстояние. Если расстояние составляет всего несколько миль, предпочтение отдается многомодовому кабелю, поскольку светодиодный передатчик/приёмник значительно дешевле одномодового лазера. Если расстояние превышает 5 миль, оптимальным вариантом будет одномодовое волокно. Другой важный фактор, который следует учитывать, — пропускная способность; если в будущем приложения будут включать передачу широкополосных сигналов данных, оптимальным выбором будет одномодовый кабель.
В 2010 году, с появлением 100g-NG, 200G/400G Ethernet и даже 1T Ethernet, традиционное многомодовое волокно стало узким местом будущих сетей Ethernet, и появление технологии WBMMF устраняет это узкое место. Она использует технологию мультиплексирования по длине волны (WDM), характерную для одномодового волокна, расширяет диапазон доступных длин волн в сети и может поддерживать 4 длины волны в одножильном многомодовом волокне (MMF), сокращая количество необходимых волоконных сердечников до одной четверти.
Технология коротковолнового спектрального уплотнения использует высокоэффективный источник света на основе вертикально-излучающего лазера (VCSEL), оптимизированное широкополосное многомодовое волокно (WBMMF) может поддерживать 4 длины волны на одножильном многомодовом волокне, сокращая количество требуемых волоконных сердечников до 1/4 и увеличивая эффективную модовую полосу пропускания (EMB), благодаря чему дальность передачи 40/100G увеличивается до 300 метров.
Заключение
В настоящее время в 96% мировых центров обработки данных магистраль ядра сети (Spine) коммутируется с коммутатором Branch (Leaf) серверного шкафа в пределах 300 метров. Таким образом, коротковолновое мультиплексирование с разделением по длине волны (SWDM) и широкополосное многомодовое оптоволокно (WBMMF) по-прежнему будут традиционными многомодовыми волокнами в качестве основной среды передачи данных в центрах обработки данных 40G/100G/400G Ethernet. В будущем сочетание коротковолнового мультиплексирования с разделением по длине волны (SWDM) и технологии параллельной передачи данных потребует всего 8-жильного широкополосного многомодового оптоволокна (WBMMF) для поддержки более высокоскоростных приложений, таких как 200G/400G Ethernet.
Еще ни один комментарий не опубликован.