OM5: Kas atneša naujo tipo optinį pluoštą į optinio pluošto vietinį tinklą?

Apr 10, 2020

Palik žinutę

Šiuo metu tiems, kurie kreipia dėmesį į „IEEE802.3“ plėtrą, nebebus rūpesčių dėl perdavimo metodų trūkumo, nes šiuo metu kuriama ar standartizuojama daugybė iš dalies sutampančių sprendimų. Dabar galima numatyti: ne visais sprendimais galima pasiekti komercinės sėkmės.

Panašu, kad šioje aplinkoje vartotojai palaiko ir palaiko, nes neįmanoma paaiškinti, kodėl pluošto stuburas vis dar veikia maždaug 10G greičiu. Ši technologija vos nepasikeitė nuo 2002 m. Dėl naujų technologijų plėtros, magistralinis tinklas pagaliau gali būti pakeistas per daugiamodelio pluošto bangų ilgio dalijimosi tankinimo technologiją. Toliau paaiškinsime šios naujos technologijos laukimą.

Ar turime optinio tinklo investicijų rezervus?

Vario duomenų kabeliai, kurie paprastai laikomi turinčiais ribotą perdavimo potencialą, vis dar yra populiarūs: jie ne tik apima viso pastato LAN kaip IT infrastruktūrą, bet ir suteikia belaidžio LAN prieigos tašką bei jungia paskirstytas statybos technologijas į tinklą. tik tai, jis taip pat gali būti naudojamas POE energijos tiekimui. Vietinis tinklas šiuo metu yra skirtas 10G (EA tipo), o tai yra 10GBase-T standartizuota technologija nuo 2006 m.

Tačiau dauguma optinių skaidulų įrenginių ir vietinių tinklų, teikiančių šias horizontalias struktūras, nuo 2002 m. Veikia tik 10G lygiu, tai yra 10GBase-SR standartizuota technologija. Tai nesuderinama su Ethernet LAN logika: tam tikslui Kad saugus veikimas būtų užtikrintas, magistralinis tinklas greičio atžvilgiu turėtų būti greitesnis nei jo prieigos tinklas. Tam reikia įdiegti naujausią 40GBase-SR4 technologiją, standartizuotą nuo 2010 m.

Šiuo metu 40G imtuvai yra plačiai naudojami dideliuose duomenų centruose ar magistraliniuose tinkluose, užuot naudoję 4 krypčių 10G siųstuvus. Šis režimas nepadidina kiekvienos pluošto poros linijos greičio. Tai ekonomiškai prasminga, tačiau techniškai tai yra sustabdymo priemonė.
Įdiegti 8 daugiamodeliai pluošto lygiagretūs kabeliai (su keturiais lygiagrečiai nukreipiamais 10Gb / s kanalais) yra technologinis šuolis. Palaikant klasikinės dviejų pluoštų topologijos technologijos naudojimą, padidės sudėtingumas, trūks eksploatavimo ir priežiūros patirties, o tai neatitiks MPO prijungimo technologijos ilgalaikių veikimo reikalavimų. Be to, dar viena problema yra ribotas jungčių biudžetas. 40G dislokavimo laikas baigėsi ne tik dėl hierarchinės tinklo struktūros, bet ir dėl to, kad 40G siųstuvas-imtuvas pasiekė pagrįstą kainų lygį ir sudarė prielaidą šioms investicijoms.

Šiuo metu turime pripažinti, kad mūsų technologinės plėtros potencialas susidūrė su kliūtimi. Pavyzdžiui, naudojant signalo šaltinį ir imtuvą ant optinių skaidulų poros, negalima nuolat perduoti daugiau kaip 100G duomenų. Tiesą sakant, mes naudojame daugiakanalį lygiagretaus ryšio metodą. Be daugiasluoksnio viso perdavimo kelio (optinio kabelio-imtuvo) versijos, taip pat yra sprendimas optiniams kanalams sujungti lygiagrečiai su pluošto kanalu visomis kryptimis. Tai WDM (bangos ilgio padalijimo multipleksavimo) metodas, plačiajuosčio perdavimo technologijos srityje naudojamas daugiau nei 15 metų. Ši technologija naudoja 1550 nanometrų kaip centrinį bangos ilgį ir fiksuotą 50GHz arba 100Ghz intervalą tarp kiekvienos bangos. Neseniai WDM technologija padarė tam tikrą pažangą trumpojo bangos ilgio - 850–950 nm, dar vadinamo („Shortwave-CWDM“) arba SWDM - srityje.

SWDM plačiajuosčio ryšio daugiamodelis pluoštas
Šiandien OM3 ir OM4 daugialypiai pluoštai (MMF) yra pasirinkta terpė Ethernet ir pluošto kanalų programoms (NRZ moduliacija veikia 850 nm). Jei norite padidinti duomenų perdavimo spartą, efektyvų pralaidumą riboja PRF modalinė dispersija ir mažas VCSEL pralaidumas. Norint pašalinti šį apribojimą, norint padidinti talpą, reikia lygiagrečių pluošto jungčių, veikiančių 10G ir 25 Gbps greičiu. Tačiau šiam požiūriui reikalinga infrastruktūra, pagrįsta kelių skaidulų ryšio technologija (MPO). Tam, kad būtų galima toliau naudoti patikrintą dviejų skaidulų struktūrą, 100 Gbps ir didesnį tirpalą, pirmenybė gali būti teikiama vienam NTF. Tokiu atveju galima naudoti WDM technologiją. Priešingai, OM4-MMF turi didesnį modų pralaidumą, tačiau jo bangos ilgių diapazonas yra gana siauras, tik 850 nm, o tai riboja jo WDM galimybes. Ekonomiškiausias mažiausiai keturių WDM kanalų (kiekvienas kanalas 25 Gbps) veikimo būdas turėtų būti plačiajuosčio plačiajuosčio ryšio PRF, turinčios išplėstinį 100 nanometrų bangų ilgio diapazoną. Atsižvelgiant į suderinamumą atgal, 850 nanometrų bangos ilgis nesikeičia, todėl pasirodo veikiantis langas nuo 850 iki 950 nanometrų (žr. 1 paveikslą). PRF našumas sistemoje yra susijęs su efektyviu pralaidumu, kuriam įtakos turi efektyvusis modalinis pralaidumas (EMB) ir dispersija.

Norint užtikrinti nuolatinį efektyvų 2000 MHz * km juostos plotį, EMB turi būti 4 700 MHz * km, esant 850 nm, ir ne mažesnė kaip 2 700 MHz * km, esant 950 nm (žr. 2 paveikslą). Optimizuojant šerdies profilį ir optimizuojant α parametrą GI šerdies stikle, didžiausia EMB paverčiama į 880 nm ir realizuojami šią specifikaciją atitinkantys plačiajuosčio NTF.
Techninis plačiajuosčio PFP prototipas buvo išmatuotas naudojant derinamą titano safyro lazerį, kurio bangos ilgis buvo nuo 850 iki 950 nanometrų. Gauta tipiška EMB parodyta 2 paveiksle ir palyginta su OM4-MMF. Kreivė rodo maksimalų EMB esant 875 nm optimizuotam plačiajuosčiam PRF, tuo tarpu OM4 standartinis MMF mažesnis EMB pasiskirstymas esant 850 nm. Todėl plačiajuosčio pinigų rinkos fondai atitinka EMB specifikacijos reikalavimus, tuo tarpu standartinis OM4-PRF negali atitikti reikalavimų esant maždaug 900 nanometrų.

Norėdami parodyti WDM plačiajuosčio PRF galimybes esamose ir būsimose sistemos programose, BER bandymai buvo atlikti 850 ir 980 nanometrų ir 28 Gbps greičiu. Bito klaidų lygio (BER) įvertinimas rodo, kad pasiektas galios rezervas po 100 m perdavimo. Be to, BER buvo matuojamas naudojant parduodamą 40 Gbps dvipusį siųstuvą-imtuvą su 2 WDM kanalais (20 Gbps), veikiantį atitinkamai 850 ir 980 nanometrų. Todėl be plačiajuosčio PRF galima gauti klaidų klaidą, ne didesnę kaip 300m (BER <10–12), o="" tai="" prilygsta="" dvigubam="" imtuvo=""> Nuo 850 iki 980 nanometrų diapazono 4 WDM kanalai (25,8 Gbps), kurių atstumas 30 nanometrų ir 100G talpa, gali pasiekti 200 m be klaidų perdavimą.
Talpa gali būti dar labiau padidinta, įdiegiant patobulintus moduliavimo formatus (pvz., PAM-4). Laboratorijoje buvo sėkmingai pasiektas 180 Gbps plačiajuosčio ryšio MMF perdavimas (su keturiais 45 Gbps PAM-4 WDM signalais), o jo BER viršijo 300 m, o pagal OM4-MMF maksimalus buvo tik 150 m. Šie rezultatai rodo, kad plačiajuosčio PRF pasiekiami 40, 100 arba 200 Gbps našumo duomenys, nereikia lygiagrečios pluošto infrastruktūros.

Išlaidų palyginimas
Naudodami 40GBase-x, tinklo operatoriai gali pasirinkti kelis variantus. Dėl standartizuoto „QSFP +“ apvalkalo formato, ekonomiškiausią siųstuvo-imtuvo versiją galima prijungti ir leisti atsižvelgiant į skirtingus perdavimo atstumus. Patvirtinta bendra schema:
Tuo pačiu duomenų perdavimo greičiu, SM siųstuvo-imtuvo (40Gbase-LR4) kaina yra nuo 200% iki 400% didesnė nei MM siųstuvo-imtuvo (40Gbase-SR4) kaina.
Skirtumas tarp dviejų siųstuvų siųstuvų yra mažiausiai 600 EUR, o tai dvigubai padidina viso pasyvaus laido (jungties) kainą.
Todėl, jei techniškai įmanoma, PRF pluošto stuburas yra ekonomiškesnis sprendimas.
Kai kurie vartotojai nerimauja, kad siųstuvo-imtuvo SWDM technologija sukurs daug papildomų išlaidų. Paprastas palyginimas (3 pav.) Rodo, kad pagrindiniai sąnaudų veiksniai yra vienodi arba kai kuriais atvejais dar ekonomiškesni.

Šiuo atveju dėmesio centre buvo pirmasis komerciškai prieinamas SWDM siųstuvas-imtuvas. Jie ne tik išplėtė siųstuvų-imtuvų pasirinkimą atlikdami tolesnius patobulinimus, bet ir leido naudoti patikrintus LC kištukus, kad palaikytų 2-PRF infrastruktūrą esant 40G ir 100G galios lygiui.

išvada
Jau yra vartotojų, planuojančių atnaujinti iki 40GbE ir naujesnės eterneto versijos. Didžioji dauguma programų yra magistraliniai uostų-prievadų įrenginiai. Kiekvienos linijos dviejų skaidulų OM3 buvo naudojamas daugeliu atvejų, o sistemos atnaujinimas paprastai atliekamas žingsnis po žingsnio. Minėtas plačiajuosčio ryšio PRF yra visiškai suderinamas su ankstesniais OM2, OM3 ir netgi OM4 NTF ir neturi jokių kitų aparatūros prijungimo reikalavimų, išskyrus tradicines technologijas, o tai yra didelis pranašumas. Tai leidžia plačiajuosčio ryšio PRF ekonomiškai pakeisti esamus 10G tinklus į ekonomiškai efektyvius 40G ir 100G tinklus ir ateityje gali būti atnaujinta iki 200G. Tuo pačiu metu IEEE802.3 plačiajuosčio ryšio PRF pripažino naujos kartos PRF ir bus palaikomas būsimame tinklo standartų formulavime.
Tiems, kurie negali nekreipti dėmesio į LAN ir DC tinklo magistralių kainą, MM pluoštas yra nepakeičiamas. Naujoji plačiajuosčio MMF technologija teikia ekonomiškai efektyvią perdavimo technologiją, kuri palengvina LC dupleksinės infrastruktūros klausimus. Plačiajuosčio ryšio PRF tapo standartiniu MM pluoštu IEC ir TIA sąlygomis ir kitoje ISO / IEC11801 versijoje bus apibrėžtas kaip OM5 optinio kabelio kategorija. Pirmieji jos komerciniai produktai jau yra rinkoje.

Siųsti užklausą