Thế hệ sợi quang đa mốt băng thông rộng

PDF. In Email

Thứ năm, 08 Tháng 12 2016 16:15   |  Số truy cập: 516

Nếu sợi quang MMF mang đến chi phí hiệu quả nhất cho giải pháp kết nối băng thông rộng trong TTDL, thì giải pháp sợi quang WBMMF mới sẽ đặt nền tảng cho tốc độ cao hỗ trợ với khoảng cách lớn hơn.

Ngày nay, các trung tâm dữ liệu (TTDL) trong doanh nghiệp vẫn đang sử dụng sợi quang đa mốt (MMF) để truyền dữ liệu nhằm giảm chi phí mà vẫn đáp ứng tốc độ yêu cầu với khoảng cách ngắn. Những đường kết nối tốc độ 10 Gbps thường sử dụng một cặp dây: Một để truyền và một để nhận dữ liệu. Muốn nâng cấp tốc độ đường truyền lên 40 hay 100 Gbps, cần truyền dữ liệu song song trên nhiều sợi quang MMF. Giải pháp truyền song song này khá đơn giản và hiệu quả, nhưng khiến chi phí cho hệ thống cáp và thiết bị tăng cao. Vì vậy, một thế hệ sợi quang mới với băng thông rộng (WBMMF) đã ra đời, cho phép truyền và nhận dữ liệu với tốc độ 40 Gbps – 100 Gbps trên một cặp sợi quang duy nhất, thay vì phải dùng 4 hay 10 cặp như giải pháp MPO truyền thống.

Lịch sử phát triển của sợi quang MMF

MMF được sử dụng cho hệ thống thông tin đầu tiên vào đầu thập niên 1980. Đường kính lõi gấp khoảng 6 lần lõi quang của sợi đơn mốt, gây ra nhiều thách thức cho việc thiết kế đầu nối, nguồn thu/phát ánh sáng vào và ra bên trong sợi cáp.
Cuối thập niên 1980, khi công nghệ lazer phát triển, hệ thống thông tin trên nền tảng sợi quang đơn mốt bắt đầu được triển khai rộng rãi. Tuy nhiên, với lợi thế sử dụng nguồn phát LED giá rẻ, sợi quang đa mốt MMF đã được triển khai trong môi trường doanh nghiệp và sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như tổng đài nội bộ, truyền dữ liệu và mạng LAN.
Trong những năm đầu thập niên 1990, khi ứng dụng sợi quang trong mạng LAN và hệ thống mạng lưu trữ (SAN) phát triển mạnh, MMF trở thành giải pháp chính cho đường cáp trục và những triển khai có nhu cầu vượt tầm đáp ứng của cáp đồng. Khi tốc độ dữ liệu vượt quá 100 Mbps, VCSEL trở thành giải pháp mới cho nguồn phát quang giá rẻ. Nguồn VCSEL chạy ở bước sóng 850 nm và được phát triển cho các ứng dụng tốc độ cao hơn. Giải pháp này dẫn đến việc chuyển đổi đường kính cáp MMF từ 62,5 µm (OM1) xuống 50 µm (OM2) vì hai lý do sau:

  • Đường kính sợi quang lớn (62,5 µm) không còn phù hợp để sử dụng nguồn quang có đầu ra tập trung như VCSEL và được thay thế bằng sợi quang có đường kính 50 µm phù hợp hơn.
  • Với đường kính sợi quang nhỏ hơn, thời gian trễ giữa các tia sáng trong sợi quang ít, suy hao thấp, dẫn đến băng thông cao và đáp ứng yêu cầu khi truyền tốc độ cao.

Đầu những năm 2000, sợi quang MMF OM3 với băng thông 2000 MHz*Km ở bước sóng 850 nm xuất hiện, được phát triển cho các chuẩn ứng dụng 10GBase-SR. Sau đó, mới nhất là cáp OM4 được giới thiệu với băng thông lên đến 4700 MHz*Km, được phát triển cho các ứng dụng với tốc độ lên tới 25 Gb/s.

Sự ra đời của sợi quang WBMMF

Vấn đề lớn nhất của sợi quang cũ là không thể mở rộng dãi bước sóng ánh sáng. Điển hình, băng thông cao nhất của cáp MMF chỉ đạt ở bước sóng cụ thể như 850 nm. Trước đây, các nhà sản xuất đã cải thiện đáng kể hiệu suất sợi quang MMF tại những bước sóng cụ thể, điển hình như sự ra đời của sợi quang OM3 và OM4. Tuy nhiên, băng thông tại các bước sóng khác vẫn chưa được xem xét, làm giới hạn khả năng sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia bước sóng ngắn (SWDM) trên sợi quang MMF.

Trước đây, Cisco có những sản phẩm sử dụng công nghệ SWDM cho tốc độ lên tới 40 Gbps, sử dụng nguồn phát và thu ở cả hai bước sóng 850 nm và 950 nm, với chiều dài cáp OM3 cho phép là 100 mét, cáp OM4 lên tới 150 mét. Khi sợi quang có băng thông cao hơn và sử dụng bước sóng dài hơn, khoảng cách đường truyền sẽ được tăng thêm. Ngoài ra, Finisar cũng thông báo các sản phẩm sử dụng công nghệ SWDM của họ đã cho tốc độ lên tới 40 và 100 Gbps trên một cặp sợi quang MMF. Với sự phát triển trên thiết bị chủ động cùng với đáp ứng của đường truyền vật lý, tốc độ đường truyền có thể được nâng từ 40 Gbps lên đến 1,6 Terabit và hơn nữa nhờ công nghệ truyền dữ liệu song song trên đường truyền. Ngành công nghiệp đang phát triển công nghệ sợi quang từng ngày để đáp ứng các thế hệ ứng dụng trong tương lai.

WBMMF là gì ?

WBMMF là một thế hệ sợi quang MMF mới, được phát triển cho phép đường truyền chạy trên nhiều bước sóng từ 850 đến 950 nm, không như những thế hệ sợi quang MMF trước đó chỉ chạy tại những bước sóng cụ thể như 850 hay 1300 nm. Khả năng truyền dữ liệu ở tốc độ 40 Gbps và 100 Gbps trên một cặp sợi quang là nền tảng để phát triển cho tốc độ 400 Gbps với bốn cặp sợi quang song song và các ứng dụng Terabit trong tương lai. Nếu sợi quang MMF mang đến chi phí hiệu quả nhất cho giải pháp kết nối băng thông rộng trong TTDL, thì giải pháp WBMMF sẽ đặt nền tảng cho tốc độ cao hơn trên một vài sợi quang với khoảng cách lớn hơn.

Công nghệ truyền thông trên sợi quang WBMMF

Để tăng tốc độ dữ liệu lên 10 hay 25 Gbps, các hãng sản xuất thường tăng tốc độ thiết bị phát và nhận. Ban đầu, phương pháp truyền dữ liệu song song trên nhiều sợi MMF được đưa ra để đáp ứng tiêu chuẩn tốc độ 40 và 100 Gbps. Tăng số lượng sợi quang là giải pháp đơn giản để giải quyết vấn đề trong thời điểm công nghệ còn hạn chế, và được ngành công nghiệp chấp nhận nhằm duy trì lợi thế về chi phí trên đường truyền sợi quang MMF. Tuy nhiên, việc tăng số lượng sợi quang gặp phải một số vấn đề như việc quản lý hạ tầng trong TTDL trở nên phức tạp do số lượng đường truyền vật lý tăng lên đáng kể.

Kỹ thuật ghép kênh phân chia bước sóng ngắn (SWDM) được áp dụng trên thế hệ sợi quang mới WBMMF giúp tăng tốc độ dữ liệu lên gấp bốn lần. Từng được sử dụng để truyền dữ liệu trên cáp đơn mốt trước đây, công nghệ SWDM truyền cùng lúc các ánh sáng có bước sóng khác nhau trong sợi quang MMF, là sự kết hợp công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng WDM và nguồn quang có phổ hẹp VCSEL. Những năm gần đây, nguồn quang VCSEL mới được phát triển rộng rãi và triển khai cho những ứng dụng tốc độ cao 10 Gbps. Bằng việc truyền đồng thời bốn bước sóng với nguồn quang VCSEL, mỗi cặp sợi quang WBMMF có thể truyền nhận dữ liệu đến 40 Gbps (4x10 Gbps) hay 100 Gb/s (4x25 Gbps). Việc áp dụng công nghệ SWDM trên sợi quang thế hệ mới WBMMF đã nâng cao tốc độ truyền dẫn của sợi quang MMF, duy trì cả lợi thế về tốc độ và giá cả so với sợi quang đơn mốt ở khoảng cách ngắn.

Tiêu chuẩn cho WBMMF

Tại buổi họp trong tháng 10/2014, TR-42 đã chấp nhận đệ trình của tập đoàn CommScope để khởi động dự án và công bố tiêu chuẩn quy định cho sợi quang MMF hỗ trợ WDM. Theo đó, sợi quang WBMMF sẽ cho phép truyền tín hiệu với tốc độ lên đến 28 Gbps trên mỗi bước sóng, với tổng tốc độ đường truyền thấp nhất là 100 Gbps trên bốn bước sóng. Tiêu chuẩn TIA 942AAAE quy đinh các thông số kỹ thuật cho sợi quang WBMMF đang được mong đợi thông qua trong năm 2016.

Kết luận

Sự ra đời của thế hệ sợi quang MMF mới đã mở ra cho ngành công nghiệp truyền dẫn một hướng đi hoàn toàn khác. Đáp ứng nhu cầu hiện tại nhờ chi phí triển khai thấp và tốc độ truyền dẫn cao, giải pháp WBMMF đang là một xu thế được kỳ vọng sẽ ứng dụng phổ biến trong tương lai gần.

NGuồn: Tamnhinmang.vn

 

DMCA.com Protection Status


Các bài viết khác

ABB
ACTi
Brother
CommScope
Emerson
Fluke Network
Fredton
Vietrack