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【网络世界】光纤的未来

时间: 2022-07-29
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【网络世界】光纤的未来

我们从可持续性和智能建筑的角度讨论了光纤到桌面的相关技术和测试方案。虽然光纤正在逐渐进入水平局域网领域,但6类和6A类铜缆双绞线布线因其具有成本低、安装方式成熟以及支持高达10Gb的传输速率和90W的以太网供电(PoE)的优势,因此仍然占据主导地位。但在局域网环境之外,光纤在带宽和距离方面的能力使其前景比以往任何时候都更加光明。

【网络世界】光纤的未来

在局域网环境之外,光纤在带宽和距离方面的能力使其前景比以往任何时候都更加光明。


数据中心的支柱

在企业数据中心,随着服务器速率开始升级到10 Gb以上,交换机上行链路速率升级到0和100 Gb以上。正如我们在另一篇文章中提到的,如今,市场上已出现用于大型企业数据中心的400 Gb交换机端口。超大规模和云数据中心已经将服务器连接升级至50和100 Gb,交换机上行链路升级至400 Gb。这些潮流的引领者已经开始关注800 Gb交换机上行链路——尤其是采用super-spine架构的数据中心互连。

虽然最初引入8类铜缆是为了在30米水平服务器链路中支持25和40 Gbps (25GBASE-T和40GBASE-T),但实际上,由于成本和功耗原因,上述应用还未成熟。因此,除了采用SFP和QSFP的直连电缆或者有源光组件的难以管理的短距离点对点链路之外,超过10 Gb的基于标准的数据中心的结构化布线的唯一选择是光纤。市场调研表明,到2028年,全球光纤市场预计将达到近100亿美元,是2020年的两倍多


正在制定的光纤标准

在不同长度的多模和单模光纤上,现在存在多种光纤应用可支持10到400 Gb速率,IEEE正在努力制定更多应用标准。随着100 Gbps PAM4编码的引入,IEEE在2022年发布802.3db标准,该标准将支持采用100 Gbps通道速率的8芯400GBASE-SR4。这与40GBASE-SR4、100GBASE-SR4和200GBASE-SR4并行光纤应用中所使用的逻辑相同,这些光纤应用分别采用10、25和50 Gbps通道速率支持40、100 、200 Gb。

802.3db标准还将包括采用双工多模光纤的100 Gb应用和采用两对多模光纤的200 Gb应用,以及用于成本优化服务器连接的50米短距离100、200和400 Gb应用。上述短距离应用将被指定为“VR”而非“SR”(即100GBASE-VR、200GBASE-VR2和400GBASE-VR4)。好消息是,上述应用都将通过现有的双工和MPO连接获得支持,因此可非常方便地利用福禄克网络的CertiFiber® Pro光纤损耗测试仪和MultiFiber™ Pro光功率计进行测试。


【网络世界】光纤的未来


同时,IEEE 802.3的400 Gb/s以上以太网研究小组正致力于采用400 Gbps逻辑来定义基于8路100 Gbps通道的800 Gb应用的物理层规范。当前支持数据中心部署的目标包括:

  • 采用8对多模光纤的800 Gb应用,距离至少50米和100米

  • 采用8对单模光纤的800 Gb应用,距离至500米

  • 采用单根单模光纤传输8种波长支持800 Gb的应用,距离可达2000米


光纤也在不断进步

除了IEEE内部正在制定光纤标准之外,在多源协议(MSA)中也有大量工作正在进行,以应对网络容量的持续需求。上述多源协议小组MSA发起者包括设备、连接器和芯片供应商以及数据中心运营商比如,脸书(Facebook)、谷歌(Google)和微软(Microsoft)等,专注于支持800 Gb及更高速率所需的光学器件,包括确定收发器和光学器件的技术指标,从而在最大化覆盖范围的同时将成本、功耗和延迟降至最低。支持超过800 Gb速率主要有两个思路:可插拔收发器模块技术和共封装光学器件。

可插拔光收发器模块在行业中非常成熟,具有SFP QSFP的外形尺寸,包括适用于400 Gb的最新QSFP-DD和OSFP可插拔收发器。这两种收发器形状尺寸非常相似,只是OSFP允许更大的功率,而QSFP-DD后向兼容已有的用于40和100Gb的QSFP。QSFP-DD MSA小组已利用100 Gbps的通道速率将QSFP-DD收发器模块升级到QSFP-DD800,达800 Gb,而OSFP(Octal Small Form Factor Pluggable) MSA小组已发布了一个适用于800 Gb的OSFP收发器版本。与此同时,800G 可插拔 MSA小组,包括康普(CommScope)、US Conec、住友(Sumitomo)等,正在制定光纤接口技术指标。所有上述MSA小组目前都在致力于开发基于使用800 G及以上的可插拔收发器模块的技术指标,最大的挑战是将功耗降低到可行水平。


【网络世界】光纤的未来


共封装光学器件使光纤更靠近内部交换机组件,从而显着降低功耗。

光互联网论坛(OIF)努力使共封装光学器件采用不同的方法,可以在降低功耗的同时实现超过800G的性能。与将激光源嵌入到收发模块中,将光信号转换为电信号并通过串行器/解串器(SerDes)链路发送到交换机引擎(即特定应用集成电路或ASIC)不同的是,共封装的光学器件将激光源封装在计算电子元件中。这意味着光纤更接近内部交换组件,通过可插拔接口或永久连接的尾纤连接。这允许在交换组件附近进行光电信号转换,从而显著降低功耗。

福禄克网络始终伴您左右

在光纤标准和光学器件开发正在进行的同时,标准化机构和MSA小组也在研究使用PAM4编码技术实现200 Gbps 通道速率的潜力,从噪声角度来看,这将极具挑战性,并且可能距离更短。然而,200 Gbps的通道速率将改变游戏规则,从本质上将通道数量减少一半。这将支持单通道200 Gb、双通道400 Gb、 4通道800 Gb和8通道1.6 Tb。

大家都在猜测可插拔收发器模块或共封装的光学器件是否会在800 Gb以上领域胜出,或者200 Gbps通道速率是否会实现,不过您可以放心,福禄克网络的Versiv™威测系列光纤认证测试仪和光纤显微镜将胜任相关测试工作。我们通过持续参与行业标准化机构相关工作,密切关注进展,确保在应用标准发布时,我们会将限值添加到最新的Versiv软件之中,并引入任何所需的新的可更换测试模块——这正是Versiv模块化设计的魅力所在。


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