Современные информационно-телекоммуникационные структуры строятся на основе централизованной модели, функции опорного компонента которой выполняет центр обработки данных (ЦОД). ЦОД как технический объект представляет собой сложное сооружение, насыщенное различными инженерными системами. Его ключевым архитектурным компонентом является машинный зал, в котором располагаются многочисленные стойки со смонтированными в нем серверами и сетевым оборудованием, обеспечивающим взаимодействие серверов между собой и с накопителями массовой памяти в процессе текущего функционирования.
ЦОД консолидирует и хранит различную информацию, а также обрабатывает с ее привлечением внешние пользовательские запросы. Решение задач, возложенных на ЦОД, приводит к необходимости формирования в машинном зале ЦОД сложной информационной системы, которая строится на основе проверенной временем 7-уровневой модели OSI взаимодействия открытых систем. Физический уровень создаваемой структуры в соответствии с требованием профильных стандартов (ANSI/TIA-942B, ISO/IEC 11801-5 и ГОСТ Р 54486-2021) реализуется в виде структурированной кабельной системы.
Формально для решения задачи в построения СКС можно использовать кабели из витых пар с соответствующим коммутационным оборудованием, но из-за высоких скоростей передачи (200 – 400 Гбит/с) для этого применяются исключительно технические средства волоконной оптики.
В оптической подсистеме СКС машинного зала согласно стандартам может использоваться одномодовая и многомодовая техника. В силу различных причин в настоящее время применяются преимущественно многомодовые решения, кабельные изделия которой различаются по категориям. Ограничимся рассмотрением наиболее популярных среди них: ОМ2 – ОМ4.
Все эти волокна описываются спецификацией G651 Международного союза электросвязи и за счет равенства геометрических параметров обратно совместимы между собой. Под этим понимается то, что волокна старших категорий могут без ограничения подключаться к волокнам младших категорий без ухудшения класса кабельного тракта. Важность последнего положения определяется тем, что даже простейший кабельный тракт представляет собой три кабельных изделия: линейный кабель плюс два шнура, которые последовательно соединяются между собой в розетках коммутационных панелей и подключаются к интерфейсам активного сетевого оборудования в процессе формирования кабельного тракта.
Наиболее существенное отличие волокон ОМ2 – ОМ4 между собой заключается в их частотных свойствах. Численная мера этой характеристики – коэффициент широкополосности, а их конкретные значения представлены в таблице
| Категория волокна | ОМ2 | ОМ3 | ОМ4 |
| Коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм при светодиодном возбуждении, МГц × км | 500 | 1500 | 3500 |
| Коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм при лазерном возбуждении, МГц × км | - | 2000 | 4700 |
| Коэффициент широкополосности на длине волны 1300 нм при светодиодном возбуждении, МГц × км | 500 | 500 | 500 |
По мере увеличения длины линии ее частотные свойства ухудшаются, что приводит к ошибкам приема даже при хорошем отношении сигнала к шуму. Этот эффект показан на рисунке.
Цифрами обозначены: 1 – импульс на входе в линию, 2 – 4 – импульсы на выходе линии небольшой, средней и большой длины, соответственно. Как видно из эскиза, начиная с определенной длины амплитуда импульса начинает уменьшаться, что автоматически уменьшает отношение сигнала к шуму. Этот эффект учитывается т.н. дисперсионным штрафом, величина которого превышает суммарные потери в линии и в разъемах, что демонстрирует представленная далее диаграмма.
Группа параметров, описывающих частотные свойства волоконных световодов и кабелей на их основе, относится к дисперсионным. Название обусловлено тем, что в процессе теоретического анализа форму импульса описывают гауссовой кривой, которая при заданной мощности сигнала полностью характеризуется единственным параметром: дисперсией.
Дисперсионный штраф как явление обладает двумя особенностями:
Из данного механизма немедленно вытекает, что основное средство достижения требуемой стандартами предельной протяженности волоконно-оптического кабельного тракта СКС – улучшение частотных свойств световодов.
Известно, что импульс оптического излучения в многомодовом волокне представляет собой совокупность отдельных лучей – мод. Частотные свойства такого световода определяются разностью между приходом на приемник наиболее быстрой и медленной мод. Для выравнивания их разброса волокнам при изготовлении придают градиентный профиль показателя преломления, который близок к квадратичной параболе. Соответственно, ухудшение формы импульса определяется двумя явлениями:дефектами профиля;
Основная разновидность дефекта профиля – т.н. центральный провал. Он характерен для старых волокон категории ОМ2, что выделено на рисунке.
Появление провала становится прямым следствием использования технологии внутреннего парафазного осаждения при изготовлении световодов. Провал является главной причиной возникновения т.н. дифференциальной модовой задержки, ограничивающей коэффициент широкополосности волокна.
Волокна категории ОМ3 принципиально не имеют центрального провала профиля, что позволяет увеличить коэффициент широкополосности в три-четыре раза. При этом они имеют не вполне отработанный переход профиля от сердцевины к оболочке (выделено пунктиром), что способствует появлению высших мод.
Последний недостаток устранен в волокнах категории ОМ4. От своего предшественника они отличаются:
Возврат в Базу знаний R&D NTSS
