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Eine Einführung in die breitbandige Multimode-Faser

gbic-shop.de
2020-06-01 / Deutsch

Die Verbraucher verlangen mehr Geschwindigkeit, daher sind Datenanbieter gezwungen, sich in Richtung schnellerer Geschwindigkeit und höherer Verbindungen zu bewegen - speziell um die Fähigkeit zu erhöhen, die aktuellen Bedürfnisse wie Amazon, Google, Apple, Facebook und Microsoft zu bewältigen. Gängigere Geschwindigkeitsskalen wie 25-100G Ethernet werden ständig zu einer adaptiven Einheit in solchen massiven Unternehmen, und die gesamte Branche hat sich für die Entwicklung der nächsten Ethernet-Generation zusammengeschlossen, um 200 und 400G Ethernet zu produzieren.

In der heutigen Welt ist die Multimode-Faser eine sehr gute Lösung für solche Umgebungen, in denen Geschwindigkeit erforderlich ist; sie hat eine sehr hohe Belastbarkeit für ungeordnete Faserfälle und hat vergleichsweise schwache Verbindungsverluste an beiden Enden. Das Verkabelungssystem, das dafür eingeführt wurde, hat LEDs und VCSEL kombinierte optische Transceiver, die am besten für kurze sowie lange Ausdehnung optische miteinander zu verbinden sind.

MMF hat die Kanalkapazität durch die Verwendung von ausgerichteten Übertragungen und vielen Fasersträngen erhöht, aber dies hat auch zu einer Erhöhung der Preise geführt.

Einschränkungen der Multimode-Faser

OM1- und OM2 Multimode Glasfaserkabel wurden in erster Linie für die Unterstützung von 100- und 1000G-Fast-Ethernet (100BASE-SX und 1000BASE-FX) entwickelt und konnten sich für Datengeschwindigkeiten von 10 und 25Gbps nicht bewähren. Standards wie TIA-568.3-D empfehlen OM1 und OM2 MMF nicht für neuere Installationen.

Bis vor kurzem wurden OM3 & OM4 (LOMMF) Kabel für Fiber Channel, InfiniBand, 100G, 10G und 40G Protokolle empfohlen.

Es ist eine Tatsache, dass durch die Erhöhung der Bandbreitenanforderungen schneller zu einem großen Teil als VCSEL-Basis-Transceiver treten wird und es wird eine Erhöhung der Preise für die Glasfaser-Verbindung-System, um mit der neuen Generation Ethernet Tempo und seine Migration zu bewältigen verursachen. Betrachten wir als Beispiel den IEEE 802.3bs würdigen Entwurf, 400GBASE-SE-SR16 muss die alte Technologie 100GBASE-SR4 wiederverwenden, und für Steckverbinder statt MPO-12 zu MPO-32.


Breitbandige Multimode-Faser - eine mögliche Alternative

Die von ANSI/TIA entwickelte Wideband Multimode Faser kann mit den hohen Werten der Aufblähung und der oberen Bandbreite abgerechnet werden. Sie arbeitet mit Wellenlängen, um die Kapazität jeder Faser um bis zu vier Faktoren zu erhöhen, was hohe Datenratensteigerungen ermöglicht. Auf diesem Weg kann ein Fasersignal an vier Betriebsfenster übertragen werden, anstatt vier verschiedene Fasern für den gleichen Zweck zu erstellen.

Die neue Breitband Multimode Faser-Norm (TIA-492AAAE) wurde im Juni 2016 zur Veröffentlichung in Betracht gezogen, nachdem eine TIA-Taskforce eine industrieweite Studie abgeschlossen hatte, die 20 Monate dauerte. Vor kurzem hat auch die Internationale Institution für Normung/Internationale Elektrotechnische Kommission (ISO/IEC) beschlossen, OM5 als Bezeichnung für Breitband-Multimodefasern vorzuschlagen. OM5 wird von IEEE 802.3 für die Entwicklung der kommenden Ethernet-Generationen empfohlen.

Multi-Mode-Faser kann unterstützen:

  • Wellenlängenmultiplexing (WDM) über den Wellenlängenbereich 840nm -953nm
  • OM4-Multimode-Faser bei 850 Nanometern.

Die effektive modale Bandbreite (EMB), nicht nur helfen, die Bitrate von 25,78125Gbps als pro Standard von 100GBASE-SR4 (IEEE 802.3bm), aber es kann auch 28,05Gbps unterstützen, wie in 32G Fiber Channel Standard erforderlich ist, ist die höchste Signalisierungsrate für eine gegebene Entfernung von jedem Breitband-Multimode-Faser bei 100 Meter Mindestreichweite alle über den gesamten Wellenlängenbereich.

Die Einschränkung bei Multimode-Faserverbindungen ist die Datenrate und die größtmögliche Reichweite:

  • Glasfaserkabel besondere Dämpfung (Minimierung der Signalstärke) und vor dem Problem der Unterbrechung der Verbindung.
  • Chromatische Dispersion in der Faser (Ausbreitung von Lichtimpulsen über die Zeit aufgrund unterschiedlicher Wellenlängen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen)
  • Modale Bandbreite der Faser

Da die chromatische Dispersion von Multimode Fasern (MMF) und die Kabeldämpfung bei unteren und oberen Wellenlängen unterschiedlich ist, ist die unterstützte niedrigste EMB bei 953 Nanometern vergleichsweise niedriger als bei 840 Nanometern. Um die Abwärtskompatibilität zu gewährleisten, soll die minimal nutzbare EMB (effektive modale Bandbreite) von Breitband-Multimode-Fasern (MMF) bei 850 Nanometern den gleichen Wert haben wie bei OM4.

Weitere erhebliche Beeinträchtigungsaspekte der Verbindung;

  • Leistung des Senders
  • Optische Variation in der Stärke.
  • Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)
  • Bandbreite und Empfindlichkeit des Fotodetektors
  • Übersprechen zwischen zwei oder mehreren Nachbarkanälen

Die oben genannten Faktoren wurden von IEEE 802.3 speziell entwickelt, um eine technisch bessere, realisierbare und adäquate Massenleistungsspanne für Transceiver-Produkte zu haben.

Mögliche SWDM-Anwendungen


Es ist ratsam, für direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen statt MPO-Trunks ein Glasfaserpaar zu verwenden, um die Kosten zu senken. Wie anhand der folgenden Abbildungen festgestellt werden kann, ist die Multimode-Glasfaser-Patchkabel-Verkabelung kostengünstiger als die parallele Multimode-Glasfaser;

Die Idee, eine einzelne Faser für die Übertragung mehrerer Wellenlängen zu verwenden, ist nicht neu, da sie in der Telekommunikationsbranche häufig verwendet wird, um die Anzahl der Single-Mode-Fasern zu verringern. Auch für Datenübertragungsanwendungen mit kurzer Reichweite hat sich die Verwendung von Transceiver-Lösungen mit zwei und vier Wellenlängen von Cisco BiDi und Arista Universal als Marktfavorit erwiesen.

Der SWDM-Verband wurde 2015 von einem Konsortium von Glasfaser-Hardware-Anbietern gegründet, um die Eigenschaften der OM5-Breitband-Multimode-Faser zu berücksichtigen, die den breiteren Wellenlängenbereich von 850 bis 953 nm unterstützt und die Anzahl der Fasern durch die Übertragung mehrerer VCSEL-Wellenlängen bei gleichzeitigem Verbleib in derselben Multimode-Faser eher reduzieren kann.

Die Raster für die potenziellen Wellenlängen sind mit einem Abstand von 30nm als 850 Nanometer (λ1), 880 Nanometer (λ2), 910 Nanometer (λ3) und 940 Nanometer (λ4) bezeichnet. Muster für sowohl 40 als auch 100G QSFP SWDM4 sind für die Demonstration offen und es soll Anfang 2017 veröffentlicht werden.

Die Fortschritte auf dem Gebiet der Multimode-Faserentwicklung gehen täglich weiter, wir halten Sie hier auf dem Laufenden. Die breitbandigen Multimode-Lösungen von Belden umfassen die besten und optimalen Fasern, um die Bandbreite durch die Nutzung mehrerer Wellenlängen im extremen Bereich des Spektrums zu erhöhen. Erfahren Sie mehr über die Fähigkeiten und Erfahrungen, die wir Ihnen vermitteln können, um Kosten zu senken, Servicezeiten zu verbessern, Flächenvorteile zu nutzen und Sicherheit zu gewährleisten.


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