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福禄克网络应对光纤200G和400G测试之路

发布日期:2018年09月18日   浏览次数:2次   编辑:深圳连讯

通往200G400G之路已经铺就

为了支持大数据,对带宽的要求越来越高,这就要求以太网速度不断提高,从2004年实现10G开始到2010年推出40G,10 Gbps下利用4根光纤发送、4根光纤接收(40GBASE-SR4)以及100Gbps下利用10根光纤发送、10根光纤接收实现100G(100GBASE-SR10)。

2014年,IEEE标准规定每通道发送25 Gbps,利用仅8根光纤实现100G (100GBASE-SR4)。这为实现更高速度铺平了道路,并且在2017年末,IEEE正式批准了200G和400G的802.3bs标准。

大型超大规模数据中心已经部署了下一代速度,目前正在寻求800G,云和主机托管数据中心也紧随其后。随着一些企业环境开始考虑200G和400G,我们认为现在是了解实现上述速度的各种方法以及在采用和测试方面可以期待的机会的好时机。

 

穷尽各种方法

运行200G和400G时,IEEE需要从每个可能的角度考虑所有可能的方式,以支持广泛应用——从数据中心的短距离链路到外部服务供应商室外电缆环境下的长距离链路。由于数据中心内已经建立了短距离多模光纤通道,利用多根并行光纤和MPO连接器实现每通道25 Gbps,因此IEEE可以使用32芯MPO,利用多模光纤轻松支持400G(25 Gbps下,16根光纤发送,16根光纤接收)。

虽然400GBASE-SR16可以利用70米长OM3多模光纤和100米长OM4多模光纤支持400G,但在成本和密度方面,很明显32根光纤的市场吸引力不大,特别是对于较长链路而言。因此,IEEE需要定义更具成本效益的方法,需要通过将编码方案从简单的2电平不归零(NRZ)信令转换为4电平脉冲幅度调制(PAM4),从而将每通道数据率提高至50 Gbps。虽然PAM4需要更精密的有源设备,但可以使每通道的容量加倍。

更大的技术进步也为每通道100 Gbps的数据率铺平了道路,而利用增强的短波分复用(WDM)技术,可以在单根光线上利用不同波长传输多个信号。凭借上述所有技术进步,IEEE 802.3bs标准实现了NRZ、PAM4和WDM技术融合,支持从70米到10千米的200G和400G变化。

 

400GBASE-SR16采用NRZ信令、16路并行通道以及25Gbps,可在长达100米的多模光纤上提供400G。

200GBASE-DR4和400GBASE-DR4采用PAM4信令和4路并行通道,分别以50 Gbps和100 Gbps在长达500米的单模光纤上提供200G和400G。

200GBASE-FR4和400GBASE-FR8采用PAM4信令,以50Gbps分别利用4路和8路WDM通道,在长达2km的单模光纤上提供200G和400G

200GBASE-LR4和400GBASE-LR8采用PAM4信令,以50 Gbps分别利用4路和8路WDM通道,在长达10km的单模光纤上提供200G和400G

 

可以坚持使用多模光纤吗?

对于短距离数据中心链路,400GBASE-SR16选项具有与现有100GBASE-SR4相同的光学特性(以及相同的插入损耗要求),可提供向后兼容性并能够将400G端口配置为4个100G端口。遗憾的是,32芯MPO连接器和布线密度的要求使得大多数行业专家都很少采用多模光纤。

在您开始认为这将是多模光纤的末路之前,针对多模光纤400 Gbps的IEEE 802.cm标准正在编制之中,其中包括400GBASE-SR8,共使用16根光纤,8根光纤发送,8根光纤接收,以50 Gbps在长达100米的多模光纤上提供400G。它还将包括一个SWDM选项,该选项可以充分利用每根宽带多模光纤(即OM5)的两个波长,使光纤数量降低至共8根(4根发送、4根接收、两个波长、50 Gbps数据率)。

虽然上述新进展将允许利用现有的多模光纤设备,并推动更多人采用宽带多模OM5,200GBASE-DR4和400GBASE-DR4的短距离单模选项可在长达500米的单模光纤上提供200G和400G,将与多模光纤展开激烈竞争。大型数据中心,特别是超大规模云和托管环境下,多模光纤支持的100米距离可能根本无法提供足够的覆盖范围。曾经25万平方英尺的大型数据中心现在已经扩展至接近200万平方英尺甚至更大,并且大多数这类环境将会在短距离单模应用所提供的距离和成本之间找到最佳平衡点。

 

测试不变

认证光纤链路时,1级认证可测量整条链路的插入损耗。不同的光纤应用具有不同的最大插入损耗要求,确保损耗不会过高以至于阻碍信号正确地到达远端。

当我们从40G和100G过渡到200G和400G时,插入损耗仍然很重要。因此在测试方面,没有太大变化。您仍将选择光纤类型和插入损耗测试限值(或设置自定义限值)并进行测试。利用福禄克网络的CertiFiber® Pro光纤损耗测试仪(CFP2-100-Q)和MultiFiber™ Pro功率计(MFTK1200,MFTK1400),可以轻松测试双工和8根光纤部署

 


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原创标题:福禄克网络应对光纤200G和400G测试之路
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