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OM5光纖將成為數據中心的重要選擇
通信產業網|2020-04-30 15:50:31
作者:通文來源:通信產業網

【通信產業網訊】(長飛光纖光纜股份有限公司 伍義群 王珩)5G的建設及應用普及的過程,使我們日常生活中的數據將會呈現指數倍增長,對我們社會的數據計算能力,存儲能力將提出新的要求。云服務商最終的發展將會是計算能力,服務器規模以及終端客戶的數量等多方面的比拼。

云計算、虛擬化、流媒體、物聯網…,幾乎所有IT技術的演進都離不開對高速網絡傳輸的依賴。在這種需求的推動下,網絡服務能力在數據中心規劃及建設過程中逐漸成為越來越重要的考量指標??梢钥吹?,在數據中心建設標準的制定中,對布線系統的要求越來越具有前瞻性。

1、數據中心的發展趨勢

采用5G移動網絡,可能意味著用戶將通過靠近移動網絡基站的本地數據中心來尋求當前的網絡服務。然而,當前處理邊緣數據所需的數據中心遠遠無法滿足5G移動網絡的需求,因此,邊緣計算和微型數據中心正處于爆發式增長初期,進而也會對云中心數據中心提出更高的要求。

據研究表明,5G移動網絡的大規模部署進一步加劇了蜂窩運營商對更多網絡帶寬的需求,以滿足不斷增長的WAN容量需求。與現在的4G移動網絡相比,5G的數據吞吐量增加了10倍,通信容量增加了100倍,對于所擁有這些網絡設備的用戶,那么5G中心云數據中心的規模將會變得越來越大。5G網絡中心云數據中心的主干,當前的100G端口將無法滿足及支撐用戶終端數據量指數倍增長的需求,400G/800G在這里的應用將會變得更加迫切。

邊緣數據中心讓服務與人和應用離的更近,也將承擔更多的數據處理的責任,那么眾多的邊緣數據中心及中心云數據中心,如何應對網絡數據量的指數倍增長?

如何實現更快速的網絡連接

1、增加波特率

√增加波特率

√采用更高級的編碼方式(PAM4)

2、增加光纖芯數

√采用MPO/MTP連接器(MPO-12,MPO-24,MPO-16,MPO-32)

3、增加波長數量,采用更好的光纖

√波分復用CWDM/DWDM/SWDM

√采用更好的光纖

2、OM5解決數據中心內部OM3、OM4的距離限制問題

ISO和TIA標準化組織于2017年分別發布了最新的布線標準ISO 11801 3rd和TIA-568.0-D,指出OM5光纖是基于VCSEL激光器光源設計的,專為波分復用(WDM)指定了帶寬特性。這種新的光纖分類方法的目的在于為850nm和950nm之間的多種“短”波長提供支持,該范圍內的波長在聚合后適合高帶寬的應用。

OM5寬帶多模光纜衰減從以前OM3, OM4光纜的3.5 dB/km降低到3.0 dB/km,另外增加了953nm波長上的帶寬要求。

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ISO/IEC 11801-1 多模光纜技術參數

同時支持未來的400G以太網,對于更高速的400G以太網應用比如400GBase-SR4.2(4對光纖2個波長,每個通道采用50G PAM4)或者400G Base-SR4.4((4對光纖4個波長,每個通道采用25GNRZ),OM5光纖更具有傳輸距離的優勢。

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多模光纖并行傳輸距離列表

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支持 400G BiDi MSA 的多模鏈路介質的傳輸距離列表

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數據中心多模應用及傳輸距離表 Source ISO/IEC TR 11801-9908 3nd WD

近幾年來,各光纖廠商和光模塊廠商紛紛報道了OM5以及“超寬帶多模光纖”在PAM4調制技術及波分復用技術加持下的最新傳輸結果,從報道的實驗結果來看,OM5光纖足以支持150米以上的100Gb/s、200Gb/s和400Gb/s多波長傳輸系統,OM5光纖在各種傳輸標準下相比OM3、OM4更具有傳輸距離的優勢;OM5光纖將繼續引領多模光纖在數據中心內布線的地位。

3、OM5解決了大帶寬,低延時帶來的光纜數量暴增的問題

OM5光纖的幾何尺寸(50μm芯線,125μm包層)與OM3和OM4的相同,因此可以向下兼容這些類型的光纖,能夠從10G平滑升級至400G甚至更高速率,保證了OM5光纖應用的靈活性及擴展性;OM5光纖能夠以較少的多模光纖芯數支持更高速的網絡傳輸,而成本和功耗都遠低于單模光纖,當前大型數據中心的傳輸速率不斷提高,100G/200G/400G超大型的數據中心,陸續在建設和規劃中,采用當前OM3/OM4多模光纖勢必會形成大量光纖上行,這給數據中心布線帶來極大的壓力,更會對數據中心氣流組織造成影響,長期增加數據中心能耗。

2017年11月,IEEE 802.3成立下一代200Gb/s與400Gb/s多模光纖物理層研究組,旨在采用比現有以太網更少的多模光纖來實現200Gb/s和400Gb/s系統的傳輸,簡稱“NGMMF研究組”。在2018年1月舉行的研究組第一次正式會議上,提出了400GBASE-SR8或400GBASE-SR4.2兩種方案替代400GBASE-SR16來實現對400G以太網的支持。400GBASE-SR8方案采用8對光纖,可以充分利用現有技術的優勢(采用對PAM4更友好的VCSEL),目標波長為850nm;目前有QSFP-DD、OSFP和COBO 8-Lane幾種光模塊封裝。400GBASE-SR4.2方案采用4對光纖,保持了跟現有100 GBASE-SR4方案相同的布線方式,每根光纖傳2個波長,同樣也采用PAM4調制技術,目標波長為850nm和一個更長波長的光源。400GBASE-SR4.2加上PAM4調制技術(增加波特率)的方案更適合采用可支持多波長的OM5光纖進行布線,以增加波長數量的方式來降低400G網絡的布線量增加的壓力。

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4個不同波長分別為經復用器后在OM5光纖樣品上傳輸

4、OM5延續多模光纖在數據中心內的主導地位

標準協會的認可:目前,OM5 光纖已經有通信工業協會發布為TIA 492AAAE,并且作為IEC 60793-2-10第六版發布,OM5和TIA 492AAAE規格在IEC/ISO 11801第三版和美國國家標準協會布線標準ANSI/TIA 568.3-D中得到認可。

可擴展性強:OM5光纖在未來可以將短波波分復用(SWDM)和并行傳輸技術結合在一起,并且只需要8芯寬帶多模光纖(WBMMF),就能夠支持200/400G以太網應用。

降低成本:OM5光纖借鑒了單模光纖的波分復用(WDM)技術,延展了網絡傳輸時的可用波長范圍,能夠在1芯多模光纖上支持4個波長,把需要的光纖芯數降低為之前的1/4,這在很大程度上降低了網絡的布線成本。

兼容性和互操作性強:OM5光纖能夠和OM3光纖和OM4光纖一樣支持傳統應用,而且它與OM3和OM4光纖能夠完全兼容且互操作性極強。

5、長飛OM5光纖部署中國鐵路主數據中心

中國鐵路主數據中心項目總投資22.7億元,占地約70畝,總建筑面積約4.6萬平方米,項目建成后主要用于鐵路行業相關核心數據存儲、12306網站數據的存儲及交換等。

該數據中心將機柜布局分成多個模塊,各系統在一個模塊找到最優方案后,可以復制到其余模塊,而且模塊之間相互獨立,可以“啟用一部分,建設一部分”。由于5G網絡逐步覆蓋,在數據吞吐量上增加了10倍,通信容量也增加了100倍,對于承擔了所有鐵路服務、大數據應用、票務系統等主數據中心,當前的40G端口將無法滿足及支撐用戶終端數據量指數倍增長的需求,故整體主數據中心看到了未來網絡的發展,成為了第一個使用OM5光系統的數據中心,100G/400G甚至800G在這里事項將不是夢。OM5光纖產品主要承載了ToR-leaf、leaf-spine之間的高速率傳輸。

目前擴展能力可以把1條24芯的MTP預端接光纜能提供12條100G通道,也可以通過適配器組的變更直接升級為2*400G通道。項目本身主要選購了G4型高密度光纖配線架以及MTP-LC適配器以及24芯MTP OM5預端接光纜。

6、OM5光纖將成為數據中心的重要選擇

多模光纖一直是高效靈活的傳輸媒介,不斷開發多模光纖新的應用潛能,能使其適應更高速的傳輸網絡。多模光纖搭配VCSEL具有低鏈路成本、低功耗、更高可用性的優勢,成為大多數企業客戶最具成本效益的數據中心解決方案。云數據中心和企業本地數據中心持續穩定的需求增長,為經濟高效的多模光纖解決方案提供了廣大的市場前景。

長飛光纖光纜股份有限公司對本公司生產的OM5光纖樣品分別進行了850nm和908nm 波長的400G SR8傳輸實驗、100G SWDM4傳輸測試;結果顯示,該OM5光纖測試樣品可以支持50Gbps在PAM4信號下850nm波長至少500米的無誤碼傳輸,在908nm波長至少300米的無誤碼傳輸;在100G SWDM4傳輸系統中,OM5光纖測試樣品能支持400米以上的鏈路傳輸;測試結果展示了OM5光纖在100Gbps和400Gbps等數據中心內高速互聯的應用優勢。

OM5光纖具有擴展性和靈活性,能夠以增加波特率(PAM4)和增加波長數量來實現以較少的多模光纖芯數支持更高速的網絡傳輸,而整體成本和功耗都遠低于單模光纖,因此,未來在200G/400G/1T等超大型數據中心有廣泛的應用前景。


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責任編輯:高超

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