OM5：掌聲還是噓聲？

　　Iccsz訊 OM5多模光纖于2016年上市，當(dāng)時引起了不小轟動，但迄今為止普及率仍很低。為什么會出現(xiàn)這種情況?最初為什么研發(fā)OM5?未來前景如何;OM5能夠流行起來嗎?

　　多模光纖始終是局域網(wǎng)(LAN)和數(shù)據(jù)中心(DC)的主流光纖，原因主要可歸因于短距離的鏈路成本(指光纖、布線和光收發(fā)器的成本)最低。但OM1和OM2作為主流產(chǎn)品部署的日子已經(jīng)不復(fù)存在;帶寬更寬的光纖正在主導(dǎo)市場，例如OM3和OM4。而最近，OM5進(jìn)軍市場。想要了解OM5的誕生情況，必須對光收發(fā)器及其遵循標(biāo)準(zhǔn)有一定的了解。

　　首先，我們需要了解符合標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器和專有收發(fā)器之間的差異。當(dāng)我們談?wù)撘蕴W(wǎng)環(huán)境下的符合標(biāo)準(zhǔn)收發(fā)器時，我們說的是符合美國電氣與電子工程師學(xué)會(IEEE) 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的光傳輸和接收指南。當(dāng)我們談?wù)搶Ｓ?A href="http://odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e6%94%b6%e5%8f%91%e5%99%a8&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">收發(fā)器時，我們說的是不符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器，，可能因為所提議物理介質(zhì)關(guān)聯(lián)層接口(PMD)技術(shù)并未得到足夠的會員投票，因此未被列入標(biāo)準(zhǔn)，或者因為收發(fā)器使用的技術(shù)不符合一個公開的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們必須了解符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器和專有收發(fā)器之間的差異，因為最近幾年市場上開始出現(xiàn)各種收發(fā)器，其中很多是專有設(shè)計的收發(fā)器。

　　在以太網(wǎng)從1G升級到100G的過程中，所有符合標(biāo)準(zhǔn)的多模收發(fā)器均有一個共同點：他們使用工作在850nm波長的垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)。VCSEL上市伊始，它被設(shè)計來發(fā)射專為支持多模光纖工作波長850 nm的光源。由于VCSEL的工作波長為850 nm，多模光纖設(shè)計和加工制造的后續(xù)工作都重點放在了850 nm的光纖帶寬優(yōu)化上。例如，當(dāng)推出OM4光纖時，OM4在850 nm工作波長條件下的帶寬相對于OM3得到了顯著提高， OM4在850 nm工作波長條件下可提供 4700 MHz•km的有效模式帶寬(EMB)，而OM3對應(yīng)的有效模式帶寬為2000 MHz•km。

　　關(guān)于多模收發(fā)器，我們必須要了解的第二點是并行傳輸?shù)母拍?，有些人將其稱為并行光學(xué)。對于1G、10G和25G 的以太網(wǎng)速度來說，多模收發(fā)器使用兩根光纖，其中一根用于傳輸信號，另一根用于接收信號。這種傳輸方式通常被稱為串行傳輸，因此使用兩芯光纖設(shè)備，收發(fā)器的連接器接口是LC雙工連接器。然而，隨著40G 802.3ba以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)于2010年得到批準(zhǔn)，并行光學(xué)的概念得以引入。對于40GBASE-SR4收發(fā)器來說，我們使用四根并行光纖傳輸信號，每根光纖傳輸10G，而另外四根光纖每根接收10G信號。所以這些收發(fā)器的每個通道均需要八根光纖，因此，多光纖MTP®連接器被定義為這種收發(fā)器的連接接口。40GBASE-SR4等并行光學(xué)收發(fā)器的一個主要特征在于每根光纖傳輸10G信號，交換機上的一個40G MTP端口可以被分支為四個LC雙工10GBASE-SR端口，通?？娠@著降低每端口的供電成本，并獲得更高的交換機端口密度。在這種端口分支情況下，一個具有32 x 40G端口的板卡可分支為128 x 10G通道。對于需要端口分支功能且需要使用40GBASE-SR4收發(fā)器傳輸40G超過150 m的網(wǎng)絡(luò)管理員來說，，可以使用一種專有的延長傳輸距離收發(fā)器eSR4。

圖1： 40GBASE-SR4 8-光纖并行傳輸

　　準(zhǔn)備好了解OM5光纖的作用了嗎?不用擔(dān)心，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好了。正如我們所說，最近幾年市場上出現(xiàn)了各種專有收發(fā)器，例如最開始時的40G BiDi收發(fā)器。BiDi收發(fā)器是一款2芯光纖設(shè)備，每根光纖均可進(jìn)行雙向傳輸;每根光纖均可傳輸或接收信號，且工作在不同波長(850 nm 和900 nm)。由于BiDi收發(fā)器僅需要兩根光纖，因此它被設(shè)計用于為已經(jīng)安裝OM3或OM4雙芯連接的網(wǎng)絡(luò)提供向40G遷移的路徑，，從而無需額外安裝MPT連接產(chǎn)品。BiDi收發(fā)器已經(jīng)被驗證是一個支持40G交換機鏈路的好的解決方案。必須注意的是，由于BiDi收發(fā)器的每根光纖既傳輸又接收信號，所以不支持端口分支功能。

　　在這場競爭中，還有另一種收發(fā)器傳輸技術(shù)，短波分復(fù)用(SWDM)收發(fā)器。與用于40G鏈路的BiDi類似，SWDM收發(fā)器僅需要一個兩芯LC雙工連接，不同的是SWDM每根光纖工作在850nm到940nm之間的4個不同的波長上，其中一根光纖專用于傳輸信號，另一根光纖專用于接收信號。

圖2： 40G 2芯 SWDM傳輸(4x10G/波長)

　　對于BiDi來說，SWDM收發(fā)器是設(shè)計來為已安裝OM3/OM4雙工連接的網(wǎng)絡(luò)管理員提供升級到40G的另一種途徑，而無需再額外部署光纖。然而，四種傳輸波長為行業(yè)帶來了一個有趣的問題：鑒于OM3/OM4光纖帶寬通常僅針對于850 nm，如何量化這種工作波長高達(dá)940 nm收發(fā)器的峰值表現(xiàn)?答案是：電信工業(yè)協(xié)會(TIA)在2014年創(chuàng)建了一個工作小組，為所謂的“寬帶多模光纖(WB MMF)”編制相關(guān)指南來支持SWDM傳輸。支持WB MMF的TIA-492AAAE標(biāo)準(zhǔn)于2016年6月發(fā)布。寬帶多模光纖實際上是一種OM4光纖，因為寬帶多模光纖仍必須滿足OM4光纖在850 nm波長下EMB≥4700 MHz•km的帶寬標(biāo)準(zhǔn)，，而且寬帶多模光纖還需規(guī)定在953 nm的帶寬。在953 nm波長下的EMB參數(shù)需要≥2470 MHz•km。鑒于寬帶多模光纖是一種OM4光纖，它的一個早期命名提議是ISO/IEC命名的OM4W。然而，2016年10月的國際投票為寬帶多模光纖提供了一個三位數(shù)的命名，就這樣OM5光纖誕生了。

　　總結(jié)一下，上文中我們討論了收發(fā)器的類型，以及OM4光纖與OM5的對比情況。

表1：40G收發(fā)器總結(jié)

表2：OM3/OM4/OM5光纖帶寬總結(jié)

　　由于OM5光纖已經(jīng)面世且其定價高于OM4，它一定能夠提供更多的價值?應(yīng)該是的，否則就不需要為它制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)了。這就是為什么我們需要考慮各種不同多模光纖/收發(fā)器組合的距離傳輸能力的原因。即使大多數(shù)企業(yè)目前尚未運行100G(目前主要被超大型數(shù)據(jù)中心運營商所采用)，但考慮到更高速網(wǎng)絡(luò)將會在不遠(yuǎn)的將來到來，所以我們根據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)連接的已公布收發(fā)器制造商規(guī)范，評估40G和100G的距離傳輸能力。

表3：不同光纖類型和收發(fā)器類型的傳輸距離(米)

　　注釋1：距離代表收發(fā)器制造商公布的參數(shù);有些交換機供應(yīng)商提供不同的參數(shù)。

　　注釋2：帶*標(biāo)的項目可實現(xiàn)更長的傳輸距離，使用市場上存在的某些連接解決方案。

　　這里我們觀察到什么?

　　首先，使用SR4或eSR4收發(fā)器，由于這些收發(fā)器僅工作在850 nm波長，所以O(shè)M4相對于OM3傳輸距離更長，因為OM4和OM5在850 nm滿足同樣的帶寬規(guī)范，所以OM5對OM4沒有傳輸距離優(yōu)勢。

　　在40G條件下，使用OM5的BiDi和SWDM均相對于使用OM4具有傳輸距離的優(yōu)勢，因為這些是多波長收發(fā)器。然而，使用OM4光纖的BiDi 和SWDM分別能傳輸150m和350m已經(jīng)非常遠(yuǎn)，并對于大多數(shù)多模光纖應(yīng)用來說已足夠。例如，已公布的行業(yè)數(shù)據(jù)顯示在數(shù)據(jù)中心，90%至95%的OM3/OM4鏈路長度小于等于100m。

　　在100G條件下，OM5的距離優(yōu)勢適用于BiDi和SWDM收發(fā)器，因為OM5可提供高達(dá)150 m的傳輸距離，相比之下，OM4的傳輸距離僅為100 m。最長300 m的傳輸距離可以通過使用OM4光纖或OM5光纖的eSR4收發(fā)器提供。

　　所以考慮到這些因素，如何恰當(dāng)?shù)氖褂?A href="http://odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=OM5&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">OM5?答案是“看情況而定”。為了做決定，我們必須了解很多與網(wǎng)絡(luò)速度有關(guān)的參數(shù)、需要的傳輸距離，以及所使用的收發(fā)器技術(shù)。

　　例如，若您計劃使用符合標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器，則您可使用SR4型收發(fā)器，而OM5相對于OM4沒有任何優(yōu)勢?；蛘?，若您知道未來需要提供端口分支能力，則您可使用SR4或eSR4型收發(fā)器，同樣地，OM5相對于OM4也沒有任何優(yōu)勢。

　　若您計劃使用 BiDi或SWDM收發(fā)器，則網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和距離變?yōu)榱藳Q定性因素。正如我們所說的，在40G的世界中，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)管理員不會使用很多傳輸距離超過150 m的鏈路，所以O(shè)M4可滿足大多數(shù)需求，而OM5 / SWDM組合可使傳輸距離達(dá)到440 m，只對少數(shù)人有價值。然而，若您計劃擴(kuò)展至100G，則您將有大量傳輸距離超過100 m的鏈路，此時OM5的使用優(yōu)勢凸顯出現(xiàn)，因其傳輸距離比OM4多50m。鑒于只有一部分網(wǎng)絡(luò)管理員的多模光纖鏈路超過100m，而且企業(yè)局域網(wǎng)或數(shù)據(jù)中心很少部署100G網(wǎng)絡(luò)，這就解釋了OM5迄今為止普及率較低的原因，只是簡單的因為不需要。

　　未來前景如何?好吧，如果我們有一個水晶球的話，我們更愿意用它來預(yù)測彩票號碼，而不是預(yù)測光纖的部署趨勢。然而，當(dāng)企業(yè)部署100G開始變得更普遍時，若需要傳輸距離達(dá)到150 m的話，則OM5的吸引力更大。OM5確實可為使用BiDi或SWDM收發(fā)器部署100G網(wǎng)絡(luò)并需要鏈路長度在100~150 m之間的網(wǎng)絡(luò)管理員提供一些價值。OM5目前并未被包括在任何已公布以太網(wǎng)或光纖通道標(biāo)準(zhǔn)中作為一個物理傳輸媒介選項，然而，若未來以太網(wǎng)或光纖通道采用SWDM收發(fā)器的話，將OM5光纖和OM3/OM4光纖一樣列入標(biāo)準(zhǔn)中可用光纖選項將是合乎邏輯的。有一件事情是肯定的：滿足傳輸距離的前提下，鏈路成本最低的方案將會取勝。

　　作者：Scott Gregg 康寧光通信亞太市場總監(jiān)