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OM5光纤的技术标准与前景展望

一、OM5光纤技术标准

ISO 和TIA标准化组织于2017年分别发布了最新的布线标准ISO 11801 3rd 和TIA-568.0-D,新的标准移除了传统的OM1, OM2 多模光缆,增加了OM5 宽带多模光缆。ISO 将OM5 光缆的衰减从以前OM3, OM4 光缆的3.5 dB/km 降低到3.0 dB/km,另外增加了953nm 波长上的带宽要求。ISO/IEC JTC1SC25 WG3 的新项目ISO/IEC TR 11801-9908 已经发布了WD 的首稿,旨在研究多模光纤上传输高速网络应用的布线指导规范,该规范对10/40/100/200/400G双工和并行网络应用下OM3,OM4,OM5 多模光纤的传输距离进行了研究。

OM5多模光纤支持更多的波长通道,因此对于采用四波长的SWDM4或者采用双波长的BiDi技术发展方向一致。与用于40G链路的BiDi 类似,SWDM 收发器仅需要两芯LC 双工连接,不同的是SWDM 每根光纤工作在850nm 到940nm 之间的4 个不同的波长上,其中一根光纤专用于传输信号,另一根光纤专用于接收信号。

OM5光纤同时支持未来的400G 以太网,对于更高速的400G以太网应用比如400G Base-SR4.2(4对光纤2个波长,每个通道采用50G PAM4)或者400G Base-SR4.4((4对光纤4个波长,每个通道采用25GNRZ),只需要8芯OM5光纤,相比较第一代的400G以太网400G Base-SR16(16对光纤,每个通道传输25Gbps),所需光纤数量仅为传统以太网的四分之一,SR16作为多模400G技术发展的里程碑,证明了多模技术支持400G的可能性,未来400G大量应用市场上更期待基于8芯MPO的400多模应用。

光纤作为数据通信的物理传输介质为网络设备提供支持,OM5 光纤的推广离不开网络设备厂商的支持。目前市场上用少量光纤传输高速网络有两种技术:BiDi 和SWDM4。从产业链上来看,OM5 多模光纤和BiDi 和SWDM4 设备厂商形成了行业联盟,但是此生态系统能否走向成熟取决于这些40/100G 网络设备的出货量和OM5光纤的大量部署。OM5多模光纤测试同传统OM3,OM4多模光纤测试设备和测试步骤完全一样,用户不需要额外购买单独的测试设备。

二、OM5光纤在数据中心的前景

从数据中心的综合布线来看,光纤的使用率正变得越来越高。随着OM5光纤的出现,多模光纤的优势逐渐延伸到数据中心中。多模光纤(MMF)自上个世纪80年代进入市场以来,先后经历了从OM1、OM2、OM3到OM4的演进,支持的有效带宽不断增加,传输距离也变得越来越远。

从结构上来看,OM5光纤的几何外形与OM3和OM4没有什么不同,因此,它可以很好地向下兼容这些类型的光纤。OM5 还可以优化短波分复用,将平行光纤数量减少至原来的四分之一,并使用两芯光纤(而不是八芯)来持续传输40Gb/s和100Gb/s,在减少光纤数量的同时,还实现了更高速率的数据传输。

从长远的发展来看,数据中心未来必然要升级到100G/200G/400G。OM5光纤能够大大减少光纤芯数,同时提升有效传输距离。因此,从数据中心的总体投资成本、投资回报和风险控制的角度来看,OM5光纤是新建数据中心光通信的首选的传输介质。OM5在横向上延展了OM3、OM4光纤所支持的波长范围。如果我们把多模光纤看成一条高速公路,传统的OM1、OM2、OM3、OM4多模光纤只有一条通道,而OM5具有四个通道,传输能力提高了四倍。对于40G SWDM4光模块来说,OM3光纤传输距离为240米,OM4光纤传输距离为350米,OM5光纤传输距离为440米;对于100G SWDM4光模块来说,OM3光纤传输距离为75米,OM4光纤传输距离为100米,OM5光纤传输距离为150米。在单模光纤产品方面,国内品牌与欧美之间的差距并不算大。但在多模光纤方面,国内与欧美之间还存在一定差距。所以OM5光纤的出现,对国内厂商而言是一个难得的契机。

数据中心未来需要升级到200/400G甚至更高的速率,将必须面对MSA等众多光模块类型,在缺乏IEEE标准立项的环境下,用户也需要关心是否有开放且标准化的多模波长复用技术出现,低成本VCSEL 100G技术能不能取得突破等问题。不论未来是否采用并行传输的光模块还是双工传输的光模块,网络布线作为数据中心重要的网络基础设施,可以确定的是,数据中心的布线必须具有开放性、扩展性和灵活性,能够支持多种网络架构的应用。

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