Оптическая подсистема СКС машинного зала ЦОД согласно действующим редакциям стандартов может быть построена на одномодовых и многомодовых кабелях. Вопрос о выборе разновидности и характеристик кабелей находится в зоне ответственности автора проекта и решается им с учетом конкретных местных условий и собственного понимания путей достижения наивысшей эффективности решения в целом.
При выборе одномодового решения ситуация достаточно проста из-за того, что из двух предусмотренных категорий ведущие мировые производители предлагают исключительно одну: OS2. Ее спецификация базируется на норме G.652d Международного союза электросвязи и описывает стандартное одномодовое волокно с подавленным водяным пиком.
В отличие от одномодовой подсистемы, при обращении к многомодовой технике приходится выбирать уже из трех типов волокна: от ОМ3 до ОМ5, причем многомодовые волоконные световоды категории ОМ5 являются технически наиболее совершенными среди них, но в то же время наиболее дорогостоящими. Одновременно техника категорий ОМ3 – ОМ5 имеет идентичные геометрические и механические параметры, т.е. может без ограничений комбинироваться в пределах одного тракта. В связи с этим встает вопрос о фокусной области применения кабельных изделий с волокнами категории ОМ5. Последняя во многом определяется его свойствами.
Спецификация волокна категории ОМ5 базируется на ОМ4, которое фактически является его прототипом. Это обеспечивает обратную совместимость техники: любой тип интерфейса, предназначенный для ОМ4, гарантированно сохраняет свою полную работоспособность при переходе на оптические кабели категории ОМ5.
Одновременно ОМ5 можно рассматривать как усовершенствованный вариант ОМ4, что придает ему новые свойства. Усовершенствования отражают тот технический прогресс, который был достигнут после завершения разработки ОМ4. Он проявляется в первую очередь в значительном улучшении частотных свойств, которое в результате придало ОМ5 новое качество.
Суть имеющихся усовершенствований заключается в следующем. Известно, что спектральная характеристика коэффициента ΔF широкополосности многомодового волокна, используемого в оптических кабелях СКС, имеет явно выраженный экстремальный характер, что отмечено на рисунке.
Естественный прогресс техники позволяет увеличить максимальное значение этого коэффициента, а сам максимум несколько сдвигается в сторону больших длин волн соответствующими технологическими приемами (отмечено стрелкой с красной заливкой на эскизе).
Обратная совместимость ОМ4 и ОМ5 достигается тем, что на длине волны 850 нм они имеют одинаковый нормируемый по минимально допустимому значению коэффициент ΔF в 4700 МГц × км.
Для волокна ОМ4 коэффициент ΔF задается только на длине волны 850 нм, то для ОМ5 вводится дополнительная точка нормирования: длина волны 953 нм. За счет хорошо предсказуемого характера зависимости ΔF(λ) это позволяет гарантировать работоспособность сетевых интерфейсов SWDM.
Необходимость введения последних определяется тем, что таковые частоты современной электроники не превышают 50 ГГц, в результате чего скорость передачи данных ограничивается величиной 100 Гбит/с, что не соответствует современным требованиям.
Задача построения каналов связи со скоростью передачи 100 Гбит/с и выше решается обращением к принципу мультиплексирования, одним из вариантов которого является SWDM. Принцип этой технологии на примере скорости 400 Гбит/с демонстрирует рисунок.
Исходное сообщение разбивают на несколько (в данном случае четыре) одинаковых части, каждый из сигналов которых модулирует излучатель со своей уникальной длиной волны диапазона 850 – 940 нм. Совокупность этих сигналов с помощью оптического мультиплексора MUX и вводится в общее волокно. На приемном конце отдельные оптические несущие отделяют друг от друга с помощью демультиплексора DEMUX и детектируют, после чего восстанавливают исходное сообщение.
Одновременная передача оптических несущих с различными длинами волн требует задания характеристик среды передачи в широком спектре, что на нормативном уровне выполнено в волокне ОМ5.
Отдельно укажем на то, что отнесение волокна к одной из категорий ОМ3 – ОМ5 выполняется только после завершения его изготовления по результатам измерений фактически достигнутого коэффициента широкополосности. Последнее означает, что ОМ4 и ОМ3 также поддерживают функционирование сетевых интерфейсов с SWDM, но на заметно меньшее расстояние (например, предельная гарантированная дальность связи уменьшается со 150 м до 100 м и 70 м, соответственно).
Технология SWDM достаточно сложна и пока дорога, что сдерживает ее применение. Тем не менее без спектрального мультиплексирования в той или иной форме его реализации невозможно создать каналы связи машинного зала ЦОД со скоростями 400 Гбит/с и выше. Массовая потребность в таких каналах начинает ощущаться уже в настоящее время, что демонстрирует график.
Исходя из этого, можем констатировать, что волокно ОМ5 относится к перспективному типу техники и при отсутствии жестких бюджетных ограничений оптические кабели на его основе целесообразно закладывать в проекты уже в самом ближайшем будущем.
Возврат в Базу знаний R&D NTSS
