Эволюция многомодового оптического волокна: от OM1 к OM5

Активно используемый в телекоммуникационном мире принцип спектрального уплотнения каналов, Wavelength Division Multiplexing, «приходит» в сети центров обработки данных. Благодаря стандартизации широкополосного многомодового волокна WBMMF в рамках нового класса OM5, появилась возможность эффективно повышать скорость передачи без увеличения числа волокон.

Многомодовое волокно (ММВ) — «рабочая лошадка» для магистралей локальных сетей и сетей ЦОДов — обеспечивает самую низкую стоимость высокоскоростной передачи данных на характерные для таких инфраструктур расстояния.

В своем развитии ММВ прошло путь от среды для передачи данных на мегабитных скоростях с помощью светодиодов (LED) до мультигигабитного транспорта, использующего лазеры поверхностного излучения с вертикальным объемным резонатором (VCSEL). Пропускная способность канала увеличивалась также за счет параллельной передачи данных по нескольким волокнам.

За счет использования этих и других технологических инноваций удалось многократно повысить пропускную способность канала на основе ММВ: от 10 Мбит/с в конце 1980-х годов до 100 Гбит/с сегодня и 400 Гбит/с в ближайшей перспективе. В настоящее время такие высокие скорости обеспечиваются объединением потоков 25 Гбит/с, передаваемых по 4 или 16 волокнам в каждом направлении.

Потребность в WBMMF

Как уже говорилось, высокие скорости (40G, 50G, 100G) достигаются путем передачи нескольких менее скоростных (10G или 25G) потоков по разным волокнам с последующим объединением трафика. На первый взгляд, такая концепция параллельной передачи проста и эффективна, однако дальнейшее увеличение числа волокон в одном канале ведет к чрезмерному росту затрат на кабельную систему. Поэтому возникла идея организовать «параллельную передачу» нескольких потоков по одному волокну с помощью технологии спектрального уплотнения (Wavelength Division Multiplexing, WDM).

Проблема в том, что характеристики широкополосных волокон OM3 и OM4 оптимизированы для передачи на длине волны 850 нм, при отходе от 850 нм полоса пропускания резко сужается. Для передачи нескольких скоростных (более 10 Гбит/c) потоков в режиме спектрального уплотнения такие волокна неэффективны, в связи с чем потребовалась разработка нового волокна.

Чтобы стоимость системы WDM была невысокой, номинальное разделение между спектральными каналами должно составлять не менее 30 нм. Соответственно, для поддержки по меньшей мере четырех спектральных потоков необходимый рабочий диапазон (с учетом защитной полосы) должен составлять 100 нм — от 850 до 950 нм.

В октябре 2014 года CommScope совместно с Finisar и рядом других компаний (производителями волокна и приемопередатчиков, а также поставщиками системных решений) инициировала в Ассоциации TIA проект по разработке стандарта на волокно, которое обеспечивало бы требуемую полосу пропускания ОМ4 во всем указанном выше диапазоне. Оно получило название «широкополосное многомодовое волокно» — WBMMF.

Первые демонстрации систем с новым волокном, разработанным CommScope (LazrSPEED 550 WideBand), состоялись в марте 2015 года на выставке OFC в США. Для организации двунаправленного канала 100G по паре волокон использовались трансиверы Finisar, при этом по каждому волокну передавался поток 100 Гбит/с в виде четырех спектральных каналов. Соответствующая технология уплотнения получила название Short Wavelength Division Multiplexing (SWDM).

Продолжение статьи смотрите здесь https://www.osp.ru/lan/2016/12/13051108/