ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของการรับส่งข้อมูลเครือข่ายในปีที่ผ่านมามาตรฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับมัลติไฟเบอร์และแอพพลิเคชั่นได้มีการอัพเกรดอย่างต่อเนื่อง อัปเกรดอัตราอีเธอร์เน็ตจาก 10 GbE / 40 GbE / 10 0 GbE เป็น 25 GbE / 50 GbE / 200 GbE / {{6 }} GbE และในอนาคตจะได้รับการอัพเกรดเป็นความเร็วสูงขึ้น 800 GbE / 1.6 TbE; อัตราแชนเนล Fibre Channel จาก 8 GFC / 1 6FC ถึงอนุกรม 32 GFC / 64 GFC และขนาน 1 28GFC / 256 GFC เช่นกัน เป็นอนุกรมความเร็วสูงกว่า 1 28GFC และขนาน 512 GFC ในอนาคต ในเวลาเดียวกันเทคโนโลยีโมดูลแสงหลายโหมดค่อยๆพัฒนาจากการเข้ารหัส NRZ เป็น PAM 4 ระดับ 4 การเข้ารหัสสัญญาณ ตั้งแต่แหล่งกำเนิดแสงความยาวคลื่นเดียวไปจนถึงมัลติเพล็กซ์หลายความยาวคลื่นเช่นเทคโนโลยี BiDi 2 คลื่นเทคโนโลยี SWDM มัลติเพล็กซ์ 4 คลื่นและอนาคตที่เป็นไปได้ของ 8 ความยาวคลื่นมัลติเพล็กซ์ นอกจากนี้มัลติไฟเบอร์ยังมีศักยภาพสำหรับ MDM ซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการส่งข้อมูลโดยใช้ประโยชน์จากโหมดที่มีอยู่มากมายในมัลติไฟเบอร์
1 สถานะปัจจุบันของแอปพลิเคชันสายเคเบิลในศูนย์ข้อมูล
ในปีที่ผ่านมาความต้องการเครือข่ายศูนย์ข้อมูลเติบโตอย่างต่อเนื่อง จากสถิติและการคาดการณ์ของซิสโก้อัตราการเติบโตโดยรวมต่อปีของปริมาณการใช้ศูนย์ข้อมูลทั่วโลกจาก 2015 ถึง 2020 จะเป็นอัตราการเติบโตต่อปีแบบผสมที่ 27% ซึ่งศูนย์ข้อมูลคลาวด์ อัตราการเติบโตต่อปีจะเป็น 30% การเติบโตที่มั่นคง
ปัจจุบันรูปแบบการเดินสายของศูนย์ข้อมูลส่วนใหญ่ใช้ทองแดงอุปกรณ์ออพติคัลมัลติโหมดระยะทางสั้นและอุปกรณ์ออพติคัลโหมดเดี่ยวทางไกล SR {4}} หลายโหมดและโหมด PSM เดียว {{4}}} หนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดของการเลือกใช้สายภายในในศูนย์ข้อมูลคือค่าใช้จ่ายและการแก้ปัญหาที่มีต้นทุนต่ำที่สุดมักเป็นข้อได้เปรียบที่สุด ดังนั้น SR จึงใช้สำหรับระยะทางหลายร้อยเมตรและ LR ใช้สำหรับระยะทางไกลกว่า 2 กิโลเมตร ปัจจุบันอาลีบาบาใช้ 100 GBASE-SR {{4}} การเชื่อมต่อไฟเบอร์แบบหลายจุดในเครือข่ายและพบว่ามันคุ้มค่ากว่าวิธีการเชื่อมต่อโดยใช้โหมดเส้นใยเดี่ยวและ PSM {{{{{ 13}}}} หรือ CWDM 4 กำหนดขนาดสถาปัตยกรรมความจุเครือข่ายและพื้นที่จัดเก็บข้อมูลขององค์กร 0010010 # 39 ของดาต้าเซ็นเตอร์มัลติไฟเบอร์และ VCSEL จะยังคงเป็นโซลูชันหลักในตลาดสำคัญนี้
2 OM 5 ผู้ผลิตไฟเบอร์และพันธมิตร SWDM
OM 5 ใยแก้วนำแสงขยายประสิทธิภาพแบนด์วิดธ์ของ OM ใยแก้วนำแสงแบบดั้งเดิม 4 ที่ 850 nm ถึง 953 nm โดยใช้ 4 - ความยาวคลื่นการแบ่งความยาวคลื่นสั้นมัลติเพล็กซิ่ง (SWDM 4) เทคโนโลยีในการส่งสี่ความยาวคลื่นบนมัลติไฟเบอร์เพื่อเพิ่มความสามารถในการส่งผ่านของมัลติไฟเบอร์ไปยังต้นฉบับ 4 ครั้งในขณะที่เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบย้อนหลัง
ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถเพิ่มขีดความสามารถในการส่งข้อมูลของมัลติไฟเบอร์และเพิ่มระยะการส่ง SWDM นั้นมีความชัดเจนในการสร้างศูนย์ข้อมูลและผู้ผลิตไฟเบอร์อุปกรณ์และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ในปัจจุบันสมาชิกพันธมิตรประกอบด้วยผู้ผลิตใยแก้วนำแสงและสายไฟเช่น YOFC, Corning, OFS, Prysmian, CommScope เป็นต้นและยังรวมถึงผู้ผลิตอุปกรณ์เช่น Dell, Huawei, Huasan, Juniper และผู้ผลิตโมดูลเช่น Finisar และ Lumentum พันธมิตรได้ปล่อยข้อตกลง Multi-Source (MSA) ในเดือนมีนาคม 2017 ซึ่งกำหนดข้อกำหนดของแอปพลิเคชันของ 40 GE SWDM {{4}} และ 100 GE SWDM {{ 6}} และระบุว่าจะขยายไปยัง 40 แอปพลิเคชัน 0Gb / s ในอนาคต
3 OM 5 ความคืบหน้าการอัพเดตมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับไฟเบอร์
ไฟเบอร์ OM 5 ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของไฟเบอร์ OM 3 / OM 4 ไฟเบอร์และประสิทธิภาพของมันนั้นถูกขยายเพื่อรองรับหลายความยาวคลื่น OM {{}} แสดงให้เห็นถึงอนาคตของการพัฒนาที่ยั่งยืนของระบบมัลติไฟเบอร์ ตั้งแต่ 2015 องค์กรมาตรฐานระหว่างประเทศที่สำคัญหลายแห่งได้เพิ่มข้อกำหนดสำหรับ OM 5 ไฟเบอร์และแอปพลิเคชันของตน
3. 1 TIA และ IEC
สมาคมอุตสาหกรรมโทรคมนาคม (TIA) เป็นคนแรกที่ปล่อยมาตรฐานไฟเบอร์ TIA-492AAAE อย่างเป็นทางการในเดือนมิถุนายน 2016 ซึ่งกำหนดใยบรอดแบนด์มัลติโหมด (WBMMF) ที่สามารถรองรับเทคโนโลยีมัลติเพล็กซิ่งแบบแบ่งความยาวคลื่นใน 850 ~ 950 nm band ในเดือนตุลาคม 2016, ANSI / TIA-568.3-D มาตรฐานการวางสายเคเบิลใยแก้วนำแสงได้รับการปล่อยตัวและไฟเบอร์ออปติก TIA-492AAAE ได้รับการอนุมัติสำหรับการเดินสาย
International Electrotechnical Commission (IEC) ออกมาตรฐาน IEC 60793-2 - 1 0 ed. {1}} มาตรฐานเส้นใยในเดือนสิงหาคม 2017, กำหนด WBMMF เป็น {{3} } a. 4 ประเภทเส้นใยและได้รับการสนับสนุน ISO / IEC สำหรับ 1 1 80 1 เอ็ด ในเดือนพฤศจิกายน 2017, ISO / IEC 1 1 80 1 - 1 มาตรฐานการเดินสายใยแก้วนำแสงได้เปิดตัวอย่างเป็นทางการแล้วและชื่อของการเดินสายเคเบิลใยแก้วนำแสงนี้ ถูกกำหนดให้เป็น OM 5
3. 2 IEEE 802. 3
IEEE 802. 3 bs มาตรฐาน, ร่างในเดือนกันยายน 2016 และวางจำหน่ายอย่างเป็นทางการในเดือนธันวาคม 2017, กำหนดพารามิเตอร์การควบคุมการเข้าถึงสื่อ, ชั้นกายภาพและพารามิเตอร์การจัดการของ {{ 4}} Gb / s และ 400 อีเธอร์เน็ต Gb / s ซึ่งเป็นทางการสำหรับการเชื่อมต่อสายเคเบิลมัลติไฟเบอร์แบบบรอดแบนด์มันมีชื่อว่า 0010010 quot; OM 5 & quot; และระบุระยะทางลิงก์ที่สั้นที่สุดที่ OM 3 / OM 4 / OM 5 ไฟเบอร์สามประเภทสามารถรองรับในระบบ 400 GBASE-SR 16 แสดงในตาราง 1
ตาราง 1 ระยะทางเชื่อมโยงสั้นที่สุดที่ OM 3 / OM 4 / OM 5 สามประเภทของใยแก้วนำแสงสามารถรองรับใน 400 GBASE-SR {{6 }}ระบบ
ในเดือนพฤศจิกายน 2016 ร่างของ IEEE 802 3 cd มาตรฐานเปิดเผยพารามิเตอร์ควบคุมการเข้าถึงสื่อเลเยอร์ทางกายภาพและพารามิเตอร์การจัดการสำหรับ 50 Gb / s, {{ 4}} Gb / s และ 200 อีเธอร์เน็ต Gb / s และระบุว่าไฟเบอร์ OM 5 สามารถรองรับมากกว่า {{4}} เมตร {{3 }} GBASE-SR {{4}} GBASE-SR 2 และ 200 GBASE-SR 4 มาตรฐานอย่างเป็นทางการยังอยู่ภายใต้การสนทนาและมีกำหนดจะเปิดตัวใน 2018
ในเดือนพฤศจิกายน 2017, IEEE 802. 3 สร้างยุคต่อไป {{4}} Gb / s และ 400 Gb / s มัลติมัลติไฟเบอร์ชั้นกายภาพ กลุ่มการวิจัยซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ไฟเบอร์มัลติโหมดน้อยกว่าอีเธอร์เน็ตที่มีอยู่เพื่อให้ได้ {4}} Gb / s และ 400 ระบบ Gb / s การส่งผ่านที่เรียกว่า 0010010 quot; กลุ่มการศึกษา NGMMF 0010010 quot; ในการประชุมครั้งแรกอย่างเป็นทางการของกลุ่มการศึกษาที่จัดขึ้นในเดือนมกราคม 2018 มีสองตัวเลือกของ 400 GBASE-SR 8 หรือ 400 GBASE-SR 4 { {17}} ถูกเสนอให้แทนที่ 400 GBASE-SR 16 เพื่อรองรับ 400 G Ethernet โซลูชั่น 400 GBASE-SR 8 ใช้ 8 คู่ของไฟเบอร์ออปติกซึ่งสามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีที่มีอยู่อย่างเต็มรูปแบบ (ใช้ VCSELs ที่เป็นมิตรกับ PAM {{16} มากขึ้น) }}) ความยาวคลื่นเป้าหมายคือ 850 nm ขณะนี้มีแพ็คเกจโมดูลแสงหลายชุดสำหรับ QSFP-DD, OSFP และ COBO 8-Lane 400 GBASE-SR 4 วิธีแก้ปัญหา 2 ใช้ 4 คู่ของเส้นใยแก้วนำแสงและรักษาวิธีการเดินสายไฟแบบเดียวกับ 100 GBASE-SR 100 ที่มีอยู่เดิม 16}} วิธีแก้ปัญหา แต่ละเส้นใยส่งความยาวคลื่น 2 PAM 4 ใช้เทคโนโลยีการปรับด้วยเช่นกัน ความยาวคลื่นเป้าหมายคือ 850 nm และความยาวคลื่นที่ยาวกว่า แหล่งกำเนิดแสง. โซลูชัน 400 GBASE-SR 4. 2 เหมาะสำหรับการเดินสายโดยใช้ไฟเบอร์ OM 5 ที่สามารถรองรับความยาวคลื่นหลายช่วง
4 แอ็พพลิเคชันและการพัฒนาในอนาคตของเส้นใย OM 5
ความตั้งใจดั้งเดิมของ OM 5 การออกแบบเส้นใยคือเพื่อตอบสนองความต้องการการแบ่งความยาวคลื่นมัลติเพล็กซ์ (WDM) ของระบบส่งสัญญาณมัลติโหมด ดังนั้นแอพพลิเคชั่นที่มีค่าที่สุดของมันคือการทำงานมัลติเพล็กซิ่งแบบคลื่นสั้น ในปัจจุบันความยาวคลื่นเดียว 50 โมดูลแสงหลายความยาวคลื่น Gb / s ที่อยู่บนพื้นฐานของมัลติไฟเบอร์ส่วนใหญ่ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา ผู้ผลิตโมดูลออพติคัลเพียงไม่กี่รายเท่านั้นที่สามารถให้ตัวอย่างจำนวนน้อย แต่สำหรับการทดลองภายในเท่านั้น PAM {{4}} การปรับสามารถให้อัตราคลื่นเดียว 50 Gb / s ตาม 25 Gb / s VCSEL ที่มีอยู่ เทคโนโลยีสองทิศทางความยาวคลื่น (BiDi) และเทคโนโลยีความยาวคลื่นมัลติเพล็กซ์ (SWDM 4) ลดปริมาณของเส้นใยที่ใช้โดยครึ่งหนึ่งและสามในสี่สำหรับการเชื่อมโยงอีเธอร์เน็ตความเร็วสูงเหนือ 100 Gb / s ตามลำดับ
นักวิจัยพบว่าโดยการรวมองค์ประกอบฟลูออรีนที่เหมาะสมในชั้นแกนของใยแก้วนำแสงค่าอัลฟาที่ดีที่สุดที่สอดคล้องกับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสามารถลดลงเพื่อให้แบนด์วิดท์ของ 0010010 quot; 0010010 quot; ในช่วงความยาวคลื่นทั้งหมดของ 850 ~ 1050 nm สามารถปรับปรุงได้ ผลลัพธ์นี้พิสูจน์ว่า 0010010 quot; Ultra-Broadband Multimode Fiber 0010010 quot; มีความสามารถในการสนับสนุนช่องสัญญาณมัลติเพล็กซิ่งแบบแบ่งส่วน 8 ที่มีช่วงเวลา 30 nm ในหน้าต่าง 850 ~ 1050 nm
ในช่วงสามปีที่ผ่านมาผู้ผลิตใยแก้วนำแสงหลายรายและผู้ผลิตโมดูลใยแก้วนำแสงได้รายงานผลการส่งล่าสุดของ OM 5 และ 0010010 quot; Ultra-wideband มัลติโหมดไฟเบอร์ 0010010 quot; ภายใต้การสนับสนุนของ PAM 4 เทคโนโลยีการมอดูเลตและเทคโนโลยีการแบ่งมัลติเพล็กซิ่งแบบความยาวคลื่นดังแสดงในตาราง 2 จากผลการทดลองที่รายงานไฟเบอร์ OM 5 เพียงพอที่จะรองรับ 100 Gb / s, 2 00Gb / s และ 400 Gb / s ระบบส่งสัญญาณความยาวคลื่นหลาย Gb / s มากกว่า { {11}} เมตร
นอกจากนี้ด้วยการออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีที่สุด 50 μmแกนเส้นผ่าศูนย์กลางมัลติมัลติไฟเบอร์สามารถรับการหน่วงกลุ่มโหมดดิฟเฟอเรนเชียลที่ต่ำกว่า (DMGD) ได้ดีกว่าไฟเบอร์โหมดต่ำในหน้าต่าง 1550 นาโนเมตร MIMO) โหมด Division Multiplexing (MDM)) ในระบบซึ่งจะเป็นการเพิ่มความจุของใยแก้วนำแสงหลาย ๆ ครั้งซึ่งเป็นการพิสูจน์ศักยภาพของใยแก้วนำแสงหลายโหมดสำหรับการแยกส่วนแบบแยกส่วนในอนาคต
PAM 4 รายงานความคืบหน้าการทดสอบการส่งล่าสุด
ข้อสรุป
Multimode fiber เป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและมีความยืดหยุ่นและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของแอพพลิเคชั่นใหม่ของมัลติไฟเบอร์สามารถปรับให้เข้ากับเครือข่ายการส่งข้อมูลความเร็วสูงขึ้น มัลติไฟเบอร์พร้อม VCSEL มีข้อได้เปรียบของต้นทุนการเชื่อมโยงต่ำการใช้พลังงานต่ำและความพร้อมใช้งานที่สูงขึ้นทำให้เป็นโซลูชันศูนย์ข้อมูลที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับลูกค้าองค์กรส่วนใหญ่ การเติบโตอย่างต่อเนื่องและมั่นคงของความต้องการสำหรับศูนย์ข้อมูลระบบคลาวด์และศูนย์ข้อมูลท้องถิ่นขององค์กรให้โอกาสทางการตลาดในวงกว้างสำหรับโซลูชั่นมัลติไฟเบอร์แบบประหยัดค่าใช้จ่าย โซลูชันไฟเบอร์ OM 5 ที่กำหนดโดยมาตรฐานอุตสาหกรรมใหม่ได้รับการปรับให้เหมาะสำหรับตัวรับส่งสัญญาณ SWDM และ BiDi หลายความยาวคลื่นให้การเชื่อมโยงการส่งข้อมูลที่ยาวขึ้นและระยะขอบการอัพเกรดเครือข่ายสำหรับเครือข่ายการส่งความเร็วสูง
