由于單模是外部設(shè)施運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，低成本單模收發(fā)器日益增長(zhǎng)的需求正在推動(dòng)其成本降低。此外，我們現(xiàn)在看到各種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心都在準(zhǔn)備通過單模光纖支持短距離應(yīng)用的200G及以上速度，如支持500米以下100、200和400G的100GBASE-DR、200GBASE-DR4和400GBASE-DR4。
因此，您需要知道如何確保上述系統(tǒng)能夠支持客戶所需的更高速度。
- 性能方面的注意事項(xiàng)
過去，像100GBASE-LR4這樣的遠(yuǎn)程單模應(yīng)用允許較大的插入損耗，而使用較便宜的收發(fā)器會(huì)降低插入損耗余量。與支持100G、距離長(zhǎng)達(dá)10千米的100GBASE-LR4允許6.3 dB插入損耗相比，對(duì)于長(zhǎng)度為500米的短距離100GBASE-DR應(yīng)用，允許的插入損耗僅為3 dB。因此，現(xiàn)在如同100 G多模應(yīng)用一樣，設(shè)計(jì)人員需要了解其損耗預(yù)算，該預(yù)算可能會(huì)限制通道中的連接數(shù)量。
對(duì)于單模光纖和更高的數(shù)據(jù)速率來說，需要更多地關(guān)注回波損耗。反射回收發(fā)器的光太多會(huì)造成誤碼和性能下降。這就是為什么我們還看到斜球面(APC)型連接器越來越普遍，其8度角端面使反射的光被吸收進(jìn)包層之中，從而減少光纖纖芯內(nèi)的背向反射。
- 關(guān)于清潔問題
對(duì)于單模光纖，有些關(guān)鍵事項(xiàng)需要考慮。首先，單模比多模更難保持清潔。同樣的一?；覊m，在62.5或50μm多模光纖纖芯上阻擋的光線要比在9μm單模光纖纖芯上阻擋的光線少得多。
涉及到APC單模連接器時(shí)，需要了解的事項(xiàng)更多。檢查時(shí)，需要確保使用APC型檢查探頭端頭，這種端頭經(jīng)過特別設(shè)計(jì)，可使攝像機(jī)與APC連接器的角度相匹配。福祿克網(wǎng)絡(luò)的FI-7000 FiberInspector Pro和FI-500 FiberInspector Micro具有APC型探頭尖端，可供選擇購(gòu)買。
對(duì)于APC型連接器，還需要確保整個(gè)端面表面可以與清潔設(shè)備完全接觸。換句話說，清潔設(shè)備必須以與連接器相同的8度角進(jìn)行對(duì)齊，以便進(jìn)行正確清潔。
- 正確測(cè)試光纖測(cè)試
對(duì)帶有APC型連接器的單模光纖進(jìn)行1級(jí)測(cè)試時(shí)，還需要確保使用APC型適配器。對(duì)于福祿克網(wǎng)絡(luò)的CertiFiber? Pro來說，只涉及到輸出端口問題，因?yàn)槠漭斎攵丝诓捎梅墙佑|式對(duì)接。
即使將APC型連接器連接至輸入端時(shí)不會(huì)發(fā)生任何損壞，但您會(huì)收到一條關(guān)于接收到的功率過低的警告。測(cè)試APC系統(tǒng)時(shí)，您需要利用兩根混合UPC-APC線和兩根APC-APC線進(jìn)行連接。對(duì)于2級(jí)OTDR測(cè)試，由于使用APC連接器時(shí)的反射被包層吸收并且回波損耗非常小，因此福祿克網(wǎng)絡(luò)的OptiFiber? Pro(實(shí)際上所有的OTDR)將APC連接顯示為如熔接頭一樣的非反射損耗。
對(duì)于200GBASE-DR4和400GBASE-DR4短距離單模應(yīng)用，您還需要處理MPO連接器，因?yàn)樵搼?yīng)用需要8根光纖，4根用于發(fā)送，4根用于接收，數(shù)據(jù)傳輸速率為50或100Gb/s。在這種情況下，強(qiáng)烈推薦使用福祿克網(wǎng)絡(luò)的MultiFiber Pro測(cè)試儀，該測(cè)試儀具有可同時(shí)掃描所有光纖的專用MPO連接器，從而避免使用費(fèi)時(shí)的MPO到LC扇出轉(zhuǎn)接線，該轉(zhuǎn)接線將多根光纖分離為單光纖通道。如果您需要進(jìn)行大量MPO相關(guān)工作，利用我們的FI-3000 Fiber Inspector Pro專業(yè)光纖檢測(cè)顯微儀，可以節(jié)省大量時(shí)間。當(dāng)然，它具有APC MPO適配器。
測(cè)試單模光纖系統(tǒng)時(shí)，您還需要確保在1310和1550nm波長(zhǎng)下均進(jìn)行測(cè)試。不僅僅因?yàn)檫@兩種波長(zhǎng)都通過測(cè)試就意味著兩者之間的任意波長(zhǎng)都能通過測(cè)試，而且是因?yàn)檩p微折彎在1310nm下可能顯現(xiàn)不出來。
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為了支持大數(shù)據(jù)，對(duì)帶寬的要求越來越高，這就要求以太網(wǎng)速度不斷提高，從2004年實(shí)現(xiàn)10G開始到2010年推出40G，10 Gbps下利用4根光纖發(fā)送、4根光纖接收(40GBASE-SR4)以及100Gbps下利用10根光纖發(fā)送、10根光纖接收實(shí)現(xiàn)100G(100GBASE-SR10)。
2014年，IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每通道發(fā)送25 Gbps，利用僅8根光纖實(shí)現(xiàn)100G (100GBASE-SR4)。這為實(shí)現(xiàn)更高速度鋪平了道路，并且在2017年末，IEEE正式批準(zhǔn)了200G和400G的802.3bs標(biāo)準(zhǔn)。
大型超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心已經(jīng)部署了下一代速度，目前正在尋求800G，云和主機(jī)托管數(shù)據(jù)中心也緊隨其后。隨著一些企業(yè)環(huán)境開始考慮200G和400G，我們認(rèn)為現(xiàn)在是了解實(shí)現(xiàn)上述速度的各種方法以及在采用和測(cè)試方面可以期待的機(jī)會(huì)的好時(shí)機(jī)。
窮盡各種方法
運(yùn)行200G和400G時(shí)，IEEE需要從每個(gè)可能的角度考慮所有可能的方式，以支持廣泛應(yīng)用——從數(shù)據(jù)中心的短距離鏈路到外部服務(wù)供應(yīng)商室外電纜環(huán)境下的長(zhǎng)距離鏈路。由于數(shù)據(jù)中心內(nèi)已經(jīng)建立了短距離多模光纖通道，利用多根并行光纖和MPO連接器實(shí)現(xiàn)每通道25 Gbps，因此IEEE可以使用32芯MPO，利用多模光纖輕松支持400G(25 Gbps下，16根光纖發(fā)送，16根光纖接收)。
雖然400GBASE-SR16可以利用70米長(zhǎng)OM3多模光纖和100米長(zhǎng)OM4多模光纖支持400G，但在成本和密度方面，很明顯32根光纖的市場(chǎng)吸引力不大，特別是對(duì)于較長(zhǎng)鏈路而言。因此，IEEE需要定義更具成本效益的方法，需要通過將編碼方案從簡(jiǎn)單的2電平不歸零(NRZ)信令轉(zhuǎn)換為4電平脈沖幅度調(diào)制(PAM4)，從而將每通道數(shù)據(jù)率提高至50 Gbps。雖然PAM4需要更精密的有源設(shè)備，但可以使每通道的容量加倍。
更大的技術(shù)進(jìn)步也為每通道100 Gbps的數(shù)據(jù)率鋪平了道路，而利用增強(qiáng)的短波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，可以在單根光線上利用不同波長(zhǎng)傳輸多個(gè)信號(hào)。憑借上述所有技術(shù)進(jìn)步，IEEE 802.3bs標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了NRZ、PAM4和WDM技術(shù)融合，支持從70米到10千米的200G和400G變化。
400GBASE-SR16采用NRZ信令、16路并行通道以及25Gbps，可在長(zhǎng)達(dá)100米的多模光纖上提供400G。
200GBASE-DR4和400GBASE-DR4采用PAM4信令和4路并行通道，分別以50 Gbps和100 Gbps在長(zhǎng)達(dá)500米的單模光纖上提供200G和400G。
200GBASE-FR4和400GBASE-FR8采用PAM4信令，以50Gbps分別利用4路和8路WDM通道，在長(zhǎng)達(dá)2km的單模光纖上提供200G和400G
200GBASE-LR4和400GBASE-LR8采用PAM4信令，以50 Gbps分別利用4路和8路WDM通道，在長(zhǎng)達(dá)10km的單模光纖上提供200G和400G
可以堅(jiān)持使用多模光纖嗎？
對(duì)于短距離數(shù)據(jù)中心鏈路，400GBASE-SR16選項(xiàng)具有與現(xiàn)有100GBASE-SR4相同的光學(xué)特性(以及相同的插入損耗要求)，可提供向后兼容性并能夠?qū)?00G端口配置為4個(gè)100G端口。遺憾的是，32芯MPO連接器和布線密度的要求使得大多數(shù)行業(yè)專家都很少采用多模光纖。
在您開始認(rèn)為這將是多模光纖的末路之前，針對(duì)多模光纖400 Gbps的IEEE 802.cm標(biāo)準(zhǔn)正在編制之中，其中包括400GBASE-SR8，共使用16根光纖，8根光纖發(fā)送，8根光纖接收，以50 Gbps在長(zhǎng)達(dá)100米的多模光纖上提供400G。它還將包括一個(gè)SWDM選項(xiàng)，該選項(xiàng)可以充分利用每根寬帶多模光纖(即OM5)的兩個(gè)波長(zhǎng)，使光纖數(shù)量降低至共8根(4根發(fā)送、4根接收、兩個(gè)波長(zhǎng)、50 Gbps數(shù)據(jù)率）。
雖然上述新進(jìn)展將允許利用現(xiàn)有的多模光纖設(shè)備，并推動(dòng)更多人采用寬帶多模OM5，200GBASE-DR4和400GBASE-DR4的短距離單模選項(xiàng)可在長(zhǎng)達(dá)500米的單模光纖上提供200G和400G，將與多模光纖展開激烈競(jìng)爭(zhēng)。大型數(shù)據(jù)中心，特別是超大規(guī)模云和托管環(huán)境下，多模光纖支持的100米距離可能根本無法提供足夠的覆蓋范圍。曾經(jīng)25萬(wàn)平方英尺的大型數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)展至接近200萬(wàn)平方英尺甚至更大，并且大多數(shù)這類環(huán)境將會(huì)在短距離單模應(yīng)用所提供的距離和成本之間找到最佳平衡點(diǎn)。
測(cè)試不變
認(rèn)證光纖鏈路時(shí)，1級(jí)認(rèn)證可測(cè)量整條鏈路的插入損耗。不同的光纖應(yīng)用具有不同的最大插入損耗要求，確保損耗不會(huì)過高以至于阻礙信號(hào)正確地到達(dá)遠(yuǎn)端。
當(dāng)我們從40G和100G過渡到200G和400G時(shí)，插入損耗仍然很重要。因此在測(cè)試方面，沒有太大變化。您仍將選擇光纖類型和插入損耗測(cè)試限值(或設(shè)置自定義限值)并進(jìn)行測(cè)試。利用福祿克網(wǎng)絡(luò)的CertiFiber? Pro光纖損耗測(cè)試儀(CFP2-100-Q)和MultiFiber? Pro功率計(jì)(MFTK1200,MFTK1400），可以輕松測(cè)試雙工和8根光纖部署
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