MPO跳线中ＯＭ３/ＯＭ4/ＯＭ5多模光纤技术应用

数据中心快速增长的网络（如核心层网络、汇聚层网络及ＳＡＮ存储网络）采用光纤传输 可以为不断发掘带宽潜力提供保障。与单模光纤相比，多模光纤技术具有较低的有源＋无 源综合成本，在大／中型数据中心的应用中占有绝对的优势。随着以太 网和光纤通道应用的增长，ＬＡＮ和存储区域网络（ＳＡＮ）开始推行，数据的传输速率超过了 １００Ｍｂｉｔ／ｓ，这又使得光纤的芯直径从６２．５μｍ（ＯＭ１）转换为５０μｍ（ＯＭ２）。

１００ＧＢａｓｅ ＳＲ４：接口模型与４０ＧＢａｓｅ ＳＲ４完全一致，与ＱＳＦＰ２８光模块上采用 的ＭＰＯ/ ＭＴＰ光纤连接器对接。原 ＭＰＯ/ＭＴＰ的物理光纤链路可以直接升级为１００Ｇ的应用。１００ＧＢａｓｅ ＳＲ４传输模型采用常规的 ＯＭ３多模光纤和 ＯＭ４多模光纤分别支持 １００Ｇ应用的７０ｍ和１００ｍ的距离。 值得关注的是，在推动１００ＧＢａｓｅ ｅＳＲ４传输模型时，部分主流光收发器厂家采用加大发光功率的方法，使ＯＭ４多模光纤的传输距离达到２００ｍ，可满足绝大部分数据中心主干应用长度覆盖范围，ｅＳＲ４标准解决了并行多模光纤传输距离的瓶颈，很大程度提升了ＳＲ４ 光接口的可用性。

ＳＷＤＭ４：短波段波分复用技术（ｓｈｏｒｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＳＷＤＭ） 可在１芯多模光纤上传输４个波段的光信号。ＳＷＤＭ是由ＳＷＤＭ联盟的几家成员公司推动的，基于ＳＷＤＭ１００Ｇ的光模块将优先采用小型化ＱＳＦＰ２８接口来支持交换机面板更高 的密度。

在多模光纤中，ＢｉＤｉ采用在１个光通路传输两个光波（每个光通路携带１０ＧＢｐｓ数据，全双工传输实现４０ＧＥ的应用。ＳＷＤＭ４是在一对光纤中有４个不同的光波进行数据传输。每个光波携带１０ＧＢ／ｓ的数据量，相当于是将并行传输的４条光纤链路换成４个不同的光波在同一条光纤链路上传输，已获得标准认可支持ＳＷＤＭ 应用的光纤类型为ＯＭ５。ＳＷＤＭ技术同样可以采用ＯＭ４光纤作为传输介质，只是传输距离要进行相应的缩减。ＯＭ５在传统８５０ｎｍ光波外又增加８８０ｎｍ、９１０ｎｍ 及９４０ｎｍ 三个短波 窗口。 ８５０～９４０ｎｍ的光波以窗口中心３０ｎｍ为间隔分成４个光波窗口进行４路通道的传输方式。

波分复用原理与单模上的ＣＷＤＭ类似。ＳＷＤＭ是首次将波分复用技术应用在多模光 纤短波段上的。１００ＧＢａｓｅＳＷＤＭ４传输原理如下图所示。

传统ＯＭ３多模光纤和ＯＭ４多模光纤的主要传输窗口定义在８５０ｎｍ，多模宽带光纤（ｗｉｄｅｂａｎｄｍｕｌｔｉｍｏｄｅｆｉｂｅｒ，ＷＢＭＭＦ）的带宽将有新的提升，传输性能的最佳点处在８８０ｎｍ波段附近，模式带宽可以达到１４０００ＭＨｚ／ｋｍ。ＳＷＤＭ技术采用性价比高的ＶＣＳＥＬ垂直腔面发射激光器作为光源。ＷＢＭＭＦ多模光纤可以与ＯＭ３多模光纤和ＯＭ４

多模光纤向下兼容。

１００ＧＢａｓｅＳＷＤＭ４的总体特点：ＳＷＤＭ４的ＱＳＦＰ２８光模块光纤接口采用多模双工ＬＣ接口仅需要２芯光纤。ＷＢＭＭＦ多模光纤支持１００Ｇ应用的传输距离可达到３００ｍ，即便采用常用的ＯＭ４多模光纤，也可以支持１００Ｇ的应用达到至少１００ｍ的距离。

多模光纤的ＳＷＤＭ技术，使得１２芯ＭＰＯ／ＭＴＰ连接器在４０Ｇ网络升级至４００Ｇ网络时，仍能够被得到使用。

时延和传输距离。制约多模多通道传输距离的一个非常重要的原因是通道的延时偏差。在同一根光缆内部，光纤存在的长度差异所产生的传输延时偏差会影响光信号的传输性能，尤其在光信号传输的速率达到１０Ｇｂｉｔ／ｓ时，哪怕是非常小的延时偏差也会给信号带来非常严重的失步。所以，多模光纤的并行传输一般都限制在非常短的传输距离内。采用ＳＷＤＭ技术后，在单根光纤内传输４路信号极大地改善了传输延时偏差的问题，具有更好的同步性能，以支持更长的传输距离。４０Ｇ／１００ＧＳＷＤＭ的传输距离如表２２５所示。受到光源和光纤结构的影响，多模光纤在８５０ｎｍ窗口下，虽然可以实现１００００ＭＨｚ／ｋｍ的带宽，但是在采用ＮＲＺ的编码方式下，如扣除安全余量，则在３００～４００ｍ范围内能够实现的传输速率约为２５Ｇｂ／ｓ，如果采用物理间隔并行传输的方式，则还要考虑通道间传输延时偏差的影响，应用传输的距离为１００～１５０ｍ

ＰＡＭ的编码方式。在单通道速率达到５０Ｇｂ／ｓ以后，受光纤带宽的限制，多模光纤将无法再继续使用ＮＲＺ的编码方式，而会采用ＰＡＭ的编码方式实现更高速率的传输。相比ＮＲＺ的编码方式，ＰＡＭ的编码方式将光信号的强度分为不同的等级。例如，最有可能在１００Ｇ单通道标准中。

采用的ＰＡＭ４编码方式，就是将光信号的强度分为４个等级。４个等级分别可以代表００、０１、１０、１１信号，在同一个信号采样点位上可以通过２个ｂｉｔ来表达内容在没有提高信号带宽的情况下，提高了数字信息的传输能力。其实，ＰＡＭ的编码方式早在１０００ＢａｓｔＴ中就被应用于对绞线的信号传输。１００Ｇ单通道传输标准基于ＰＡＭ４更复杂的解码方式，也会导致解码信号所需要的能力的提高。

——莱讯通信参编自《数据中心综合布线技术应用白皮书》‌‌‌

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