| 采用超低損耗 (ULL) 部件來優(yōu)化短距離單模部署 |
| 日期：2023/6/23 10:20:27 作者： |
|
|
|
|
| |
|
|
隨著全球數(shù)字化的不斷擴(kuò)展，作為每個(gè)組織的關(guān)鍵業(yè)務(wù)核心的數(shù)據(jù)中心對帶寬的要求越來越高。為了滿足這一需求，信號、收發(fā)器和光通信技術(shù)的進(jìn)步以及隨后的 IEEE 光纖以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷跟上。 多模和單模光纖應(yīng)用現(xiàn)已達(dá)到 400Gb/s，800Gb/s 以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在開發(fā)中，未來 1.6 和 3.2Tb/s 的應(yīng)用也不遠(yuǎn)了。
由于單模光纖總體上具有更大的帶寬潛力和傳輸距離，它已迅速成為當(dāng)今超大規(guī)模和云計(jì)算數(shù)據(jù)中心高速應(yīng)用的首選介質(zhì)類型。這也大大增加了光纖的采購量，并有助于降低單模收發(fā)器的成本。然而，對于大多數(shù)鏈路長度較短的企業(yè)數(shù)據(jù)中心來說，在 10 公里或更長距離的單模部署中所使用的高功率激光器成本較高，在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。同時(shí)，超過 40Gb/s 的高性價(jià)比多模應(yīng)用被限制在 100米 / OM4 和70米 / OM3的距離內(nèi)，這對數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)者來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。
現(xiàn)在，通過支持100、200 和400Gb/s 速率到 500 米和 2000 米距離的短距離單模應(yīng)用，以更優(yōu)成本效益的方式支持超過100米的高速應(yīng)用是可行的。然而，與長距離單模應(yīng)用相比，這些新應(yīng)用的插入損耗預(yù)算也大為減少，但有一些回波損耗的考慮。值得慶幸的是，就像對待多模應(yīng)用一樣，經(jīng)過驗(yàn)證的超低損耗（ULL）高性能布線系統(tǒng)保證更高的性能余量，讓數(shù)據(jù)中心業(yè)主和運(yùn)營商有信心地可靠支持短距離單模應(yīng)用，同時(shí)保證多個(gè)連接的靈活性、管理性、可擴(kuò)展性和部署速度。
什么是短距離單模?
長距離的單模光纖應(yīng)用，如長距離 (LR) 和擴(kuò)展距離 (ER)，使用高功率邊緣發(fā)射激光二極管，在更遠(yuǎn)的距離上提供更多的帶寬，其中 LR 應(yīng)用支持長達(dá)10公里的 距離，ER支持長達(dá)40公里的距離。由于這些激光器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長距離單模收發(fā)器的成本明顯高于 使用更簡單的垂直腔表面發(fā)射激光器 (VCSEL) 的多模收發(fā)器。
隨著對成本敏感的企業(yè)數(shù)據(jù)中心包含更短的鏈路長度，多模光纖在過去幾十年中成為首選介質(zhì)。然而，隨著傳輸速率的提高，多模光纖支持的距離正在減少。例如，10Gb/s 的 10GBASE-SR 雙工應(yīng)用可以通過 OM4 多模光纖支持到 400 米（西蒙的 XGLO 系統(tǒng)可以支持到 550 米）。 對于 40Gb/s 的 40GBASE-SR4 并行光學(xué)應(yīng)用，使用多芯光纖連接器 (MPO) 的多根光纖，在 OM4 多模上支持的距離下降到只有 150 米。對于 100Gb/s 及以上多模應(yīng)用，OM4 的距離被限制在 100 米。為了支持?jǐn)?shù)據(jù)中心高速鏈路的更長距離，開發(fā)了規(guī)格寬松的節(jié)電單模激光器，用于短距離數(shù)據(jù)中心的部署。由于功率和相關(guān)的能源消耗及發(fā)熱較少，這些收發(fā)器比長距離單模激光器的成本要低。早期的短距離單模應(yīng)用方案采用的是基于每通道 25Gb/s的非歸零 (NRZ) 信號傳輸技術(shù)。在 2014 年，CWDM4 多源協(xié)議 (MSA) 發(fā)布了一個(gè) 100Gb/s 的波分復(fù)用 (CWDM) 應(yīng)用。被稱為 100GBASE?CWDM4 的該應(yīng)用，在雙工單模光纖上復(fù)用了四個(gè)25Gb/s 的通道。同一年，100G PSM4 MSA 也定義了一個(gè) 100Gb/s 并行單模四通道 (PSM4) 應(yīng)用，其特點(diǎn)是使用 MPO 連接在 8 芯光纖上實(shí)現(xiàn)四個(gè) 25Gb/s 通道。
隨著四級脈沖振幅調(diào)制 (PAM4) 信號傳輸技術(shù)的發(fā)展，它提供了兩倍于以前 NRZ 信號傳輸技術(shù)的比特率，以實(shí)現(xiàn)每通道 50 和 100Gb/s，IEEE引入了 DR (data center reach) 和 FR (fiberreach) 單模應(yīng)用，其距離分別為 500 米和 2000米。PAM4 信號傳輸技術(shù)為具有成本效益的雙工100Gb/s 和四通道 200 和 400Gb/s 短距離單模應(yīng)用鋪平了道路。表 1 顯示了短距離單模應(yīng)用的各種選擇。
……
總結(jié)
超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和云數(shù)據(jù)中心使用單模光纖為新興應(yīng)用提供更高的100、200和400Gb/s速率支持，同時(shí)超越多模光纖所支持的100米距離的趨勢，正在被企業(yè)數(shù)據(jù)中心采納。較新的短距離單模應(yīng)用是一個(gè)更具成本效益的解決方案，可以將這些速度支持至更遠(yuǎn)的距離，DR應(yīng)用支持到500米，F(xiàn)R應(yīng)用支持到2000米。然而，隨著更嚴(yán)格的最大信道插入損耗要求和對優(yōu)異的回波損耗性能的需求，數(shù)據(jù)中心需要密切關(guān)注供應(yīng)商的插入損耗和回波損耗規(guī)范。
為了使數(shù)據(jù)中心管理者們喜愛的交叉連接配置所能帶來的靈活性、可管理性、可擴(kuò)展性、部署速度和可靠性得到保障，同時(shí)確保有足夠的余量來適應(yīng)安裝變量，新的短距離單模應(yīng)用需要超低損耗連接組件。換句話說，在為這些具有成本效益的應(yīng)用選擇組件時(shí)，插入損耗很重要。而為了完全放心，數(shù)據(jù)中心業(yè)主和運(yùn)營商應(yīng)該考慮第三方測試驗(yàn)證的價(jià)值。
查詢進(jìn)一步信息，請?jiān)L問官方網(wǎng)站 http://www.siemon.com/docs/default-source/china-library-by-tz/WP-optimizing-new-short-reach-singlemode-deployments_cn.pdf，或者聯(lián)系作者：
Gary Bernstein, RCDD,CDCD是西蒙公司的全球數(shù)據(jù)中心解決方案專家。他有超過25年的ICT行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施、電信、銅纜和光纖結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)方面有豐富的知識(shí)。在Gary的職業(yè)生涯中，他曾在工程、銷售、產(chǎn)品管理、營銷和企業(yè)管理方面擔(dān)任過職務(wù)。他一直是TIA TR42.7銅纜布線委員會(huì)、TIA TR42.11光纖布線委員會(huì)和各種IEEE802.3 工作組和研究小組的成員，包括40/100G "ba"、50/100/200G "cd"、200/400G "bs "和超越400G。Gary曾在一些行業(yè)活動(dòng)中多次發(fā)表關(guān)于數(shù)據(jù)中心布線的演講，包括AFCOM、BICSI、Cisco Live和Datacenter Dynamics。此外，他還在行業(yè)出版物上撰寫了多篇文章。
Gary在亞利桑那州立大學(xué)獲得了機(jī)械工程的科學(xué)學(xué)士學(xué)位。他也是BICSI認(rèn)證的RCDD 和Datacenter Dynamics的認(rèn)證數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)師(CDCD)。Gary的郵箱地址為 gary_bernstein@siemon.com。
（Donna Zhang，張底剪報(bào)）
|
|
| → 『關(guān)閉窗口』 |
|
| |
|
|
|
|
|
|
