此刻那些正在關(guān)注IEEE802.3發(fā)展的人不會再因為對傳輸方式束手無策而苦惱了，因為目前一大批部分重疊的解決方案正在開發(fā)或已經(jīng)標準化?，F(xiàn)在已經(jīng)可以預(yù)見：不是所有的解決方案都能取得商業(yè)上的成功。
在這種環(huán)境中，用戶似乎持一種“觀望”的態(tài)度，因為無法解釋為什么光纖主干網(wǎng)仍運行在10G左右，這種技術(shù)從2002年開始幾乎就沒有變化過。得益于新技術(shù)的發(fā)展，主干網(wǎng)終于可以換代了——通過多模光纖的波分復(fù)用技術(shù)。下文將說明這項新技術(shù)的可期之處。
我們是否有光網(wǎng)投資儲備？
通常被認為傳輸潛力有限的銅制數(shù)據(jù)電纜目前仍大行其道：它不僅作為IT基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋到了整個建筑的局域網(wǎng)中，還同時提供了無線局域網(wǎng)接入點，并將分布式的構(gòu)建技術(shù)連接到網(wǎng)絡(luò)中.不僅如此，它也可用于POE供電。該局域網(wǎng)目前設(shè)計為10G(EA類)，即自2006年以來的10GBase-T標準化技術(shù)。
然而，大多數(shù)提供這些水平結(jié)構(gòu)的光纖設(shè)施和局域網(wǎng)也只是在10G的水平上運行，即自2002年以來的10GBase- SR標準化技術(shù)。這與以太局域網(wǎng)的邏輯不兼容：為安全運行之目的，相比其接入網(wǎng)，主干網(wǎng)在速度上應(yīng)處于更快的“階段”。這就需要實施最新的自2010年起標準化的40GBase-SR4技術(shù)。
目前在大型數(shù)據(jù)中心或骨干網(wǎng)中廣泛采用40G的收發(fā)器，而不是使用4路10G的收發(fā)器，這種模式并不會增加各光纖對的線路速度的要求。這在經(jīng)濟上是有意義的，但在技術(shù)上只是權(quán)宜之計。
引入8個多模光纖并行光纜(帶四個并行引導(dǎo)10Gb/s通道)是技術(shù)上的一次跨越。支持使用經(jīng)典二纖拓撲技術(shù)會導(dǎo)致復(fù)雜程度更高和運維經(jīng)驗的缺乏，這達不到MPO連接技術(shù)對長期表現(xiàn)的要求。此外，另外一個問題是鏈路預(yù)算有限。40G部署的時機已經(jīng)成熟，不僅因為網(wǎng)絡(luò)的層級結(jié)構(gòu)，還因為40G收發(fā)器已經(jīng)達到了一個合理的價格水平，為這些投資創(chuàng)造了前提。
目前我們不得不承認我們的技術(shù)發(fā)展?jié)摿τ龅搅似款i。例如在一對光纖上采用一個信號源和一個接收器不可能連續(xù)傳輸100G以上的數(shù)據(jù)。事實上，我們是使用多路通道并聯(lián)連接的方法進行處理。除了多層完全傳輸路徑(光纜—接收器)版本之外，還有一種將光通道在各方向上并行接入一個光纖通道的解決方案。這就是WDM(波分復(fù)用)的方法已被用于廣域傳輸技術(shù)領(lǐng)域超過15年，這種技術(shù)以1550納米為中心波長，每波之間固定間隔50Ghz或者100Ghz。最近WDM技術(shù)在850納米-950納米的短波長方面有了一些進展，也被稱為(Shortwave-CWDM)或SWDM。
SWDM 的寬帶多模光纖
如今，OM3和OM4多模光纖(MMF)是以太網(wǎng)和光纖通道應(yīng)用(NRZ 調(diào)制850 納米條件下運行)的首選媒介。如果要提高數(shù)據(jù)速率，則有效帶寬受限于MMF的模式色散和低VCSEL帶寬。為了克服這一限制，需使用在10G和25 Gbps線路速度下運行的并行光纖鏈路提高容量。然而，這種方法需要基礎(chǔ)設(shè)施基于多光纖連接技術(shù)(MPO)。為繼續(xù)使用已證實的二纖結(jié)構(gòu)這一100 Gbps及以上的解決方案，可優(yōu)先考慮使用單一MMF。在這種情況下，可以使用WDM技術(shù)。相比之下，OM4-MMF有更高的模態(tài)帶寬，但其波長范圍較為狹小，僅為850 納米，限制了其WDM能力。至少四個WDM信道(各信道25 Gbps)的最經(jīng)濟運行方式應(yīng)該是高帶域?qū)掝lMMFs，其擴展波長范圍為100納米?？紤]到向后兼容，850納米波長不變，所以出現(xiàn)了850至950納米的操作窗口(見圖1)。系統(tǒng)中的MMF的性能與有效帶寬有關(guān)，其受到有效模態(tài)帶寬(EMB)和色散的影響。
為了保證能夠達到2000 MHz * km的恒定有效帶寬，EMB在850 納米的條件下必須為4.700MHz
* km且在達到950納米的條件下不得小于2.700 MHz*
km(見圖2)。通過優(yōu)化纖芯輪廓和調(diào)優(yōu)GI核心玻璃內(nèi)的α參數(shù)使得峰值EMB轉(zhuǎn)變?yōu)?span lang="EN-US">880納米，實現(xiàn)了滿足該規(guī)范的寬帶MMFs。
使用可諧調(diào)鈦寶石激光器在850 至950納米各種波長范圍內(nèi)測量該寬帶MMFs的技術(shù)原型。由此產(chǎn)生的典型的EMB如圖2所示，并與OM4-MMF進行比較。該曲線顯示了在875納米優(yōu)化寬帶MMFs條件下的峰值EMB，而OM4型標準MMF在850納米條件下呈現(xiàn)較窄的EMB分布。因此，寬帶MMFs滿足EMB規(guī)范的要求，而標準OM4-MMF在約900納米條件下無法滿足要求。
為展示現(xiàn)有和未來的系統(tǒng)應(yīng)用中寬帶MMFs的WDM能力，在850和980納米及28 Gbps條件下進行了BER測試。誤碼率(BER)評估顯示達到了100m傳輸后所需的功率儲備。此外，測定BER使用的是市售的40 Gbps雙工收發(fā)器，其中有2 個WDM通道(20 Gbps)，分別在850和980 納米條件下運行。因此通過寬帶MMF可以獲得多達300m的無差錯傳輸(BER
<10-12)，這相當于該收發(fā)器的雙量程。在850到980納米范圍內(nèi)，距離為30納米且容量為100G的 4個WDM通道(25.8 Gbps)，可達到200m的無差錯傳輸。
可以通過實施先進的調(diào)制格式(如PAM-4)來進一步增加容量。在實驗室中，成功實現(xiàn)
了寬帶MMF的180Gbps傳輸(帶四個45 Gbps PAM-4 WDM信號)，其BER超過300m，而在OM4-MMF 條件下最大也只有150m。這些結(jié)果表明了寬帶MMFs在無需并行光纖基礎(chǔ)設(shè)施的條件下實現(xiàn)40、100 或 200Gbps的性能數(shù)據(jù)。
成本比較
對于40GBase-x而言，用戶在網(wǎng)絡(luò)運營方面有多個選擇。由于規(guī)范了QSFP +外殼格式，根據(jù)不同的傳輸距離，最具性價比的收發(fā)器版本可即插即用。目前已確認了一種常見的模式：
? 在同一數(shù)據(jù)速率的情況下，SM收發(fā)器(40Gbase-LR4)的價格比MM收發(fā)器(40Gbase- SR4)的價格高200% 至400%。
? 該兩種收發(fā)器的差價至少為€ 600，使得整個被動布線(鏈路)的成本倍增。
? 因此，如果技術(shù)上可行，基于MMF的光纖主干網(wǎng)是較為經(jīng)濟的解決方案。
一些用戶擔心，收發(fā)器的SWDM技術(shù)會產(chǎn)生大量的額外費用。簡單的比較(圖3)顯示，基本成本要素持平甚至在某些方面更經(jīng)濟。
在這種情況下，最先可市購的SWDM收發(fā)器就成為了關(guān)注的焦點。它們通過進一步改進不僅拓寬了收發(fā)器的選擇，還允許在40G和100G功率水平上使用已被證明的LC插頭維護2-MMF基礎(chǔ)設(shè)施。
結(jié)論
已經(jīng)有用戶計劃升級到40GbE及以上的以太網(wǎng)。絕大多數(shù)應(yīng)用是主干網(wǎng)端口對端口設(shè)備。各線路雙纖的OM3已在很多情況下得以應(yīng)用，且系統(tǒng)升級通常是一步一步地進行。上述寬帶MMF能夠完全后向兼容先前的OM2、OM3 乃至OM4的MMFs ，且較傳統(tǒng)技術(shù)而言其對連接硬件沒有任何其它要求，這是它的一大優(yōu)勢。這使得寬帶MMF可以經(jīng)濟地將現(xiàn)有的10G網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為性價比高的40G和100G網(wǎng)絡(luò)，并能在未來升級至200G。同時，寬帶MMF已被IEEE802.3確定為下一代MMF，從而會在即將到來的網(wǎng)絡(luò)標準制定中獲得支持。
對于那些無法忽視局域網(wǎng)和DC網(wǎng)絡(luò)主干網(wǎng)成本的人而言，MM 光纖是不可替代的。新的寬帶MMF技術(shù)提供了一種成本效益高的傳輸技術(shù)，使得LC雙工基礎(chǔ)設(shè)施的問題更易于處理。寬帶MMF在IEC和TIA條件下已成為為標準MM光纖，在接下來的ISO / IEC11801修訂版中將被定義為OM5光纜類別，其首批商業(yè)化的產(chǎn)品在市場上已經(jīng)可以買到。
