Informationen zur OM5 Multimode-Faser

Bei OM5 erhöhen die Wellenlängen die Kapazität jeder Faser mindestens um den Faktor vier (entweder wird die Datenrate um das Vierfache erhöht oder die Anzahl der für eine bestimmte Datenrate erforderlichen Fasern wird um das Vierfache reduziert). Die Signale werden über vier separate Betriebsfenster entlang einer Faser gesendet.

Neue Herausforderungen bei Verkabelungssystemen mit Multimode-Fasern (MMF)

Im vergangenen Jahr hat sich 100G-Ethernet in Cloud-Rechenzentren durchgesetzt, da es in Kernnetzwerken von Unternehmens- und Multi-Tenant-Rechenzentren bereitgestellt wird. Aufgrund der begrenzten Bandbreite bei OM4 und anderer Beeinträchtigungen für die Signalübertragung fiel die nominale Transceiver-Reichweite von 150 m mit 40GBASE-SR4 (4×10G) auf 100 m mit 100GBASE-SR4 (4×25G).

In der Vergangenheit nutzten hochvolumige, kostengünstige Multimode-Transceiver 850 nm VCSEL als Lichtquelle. LC Duplex (ein MMF-Paar) und MPO-12 (vier MMF-Paare) sind die beliebtesten Lösungen für strukturierte Verkabelung und Verbindungen.

Der Bedarf an Bandbreite in Rechenzentren steigt jedoch viel schneller als die technologische Entwicklung. Die IEEE 802.3cd-Taskforce integrierte 200GBASE-SR4 unter Verwendung der 50G-PAM4-Technologie; die IEEE 802.3bs-Taskforce integrierte 400GBASE-SR16 unter Weiterverwendung der 25G-NRZ-Technologie. Auch wenn sich 50G VCSEL-Technologien noch in der Entwicklung befinden, scheint der Einsatz von 200G und 400G Ethernet unmittelbar bevorzustehen.

 Es wird immer kostspieliger, Glasfaser-Verkabelungssysteme für die Migration auf die nächste Generation von Ethernet-Geschwindigkeiten zu nutzen. Für 400GBASE-SR16 benötigen Sie beispielsweise MPO-32-Erweiterungen (16 MMF-Paare), die im Vergleich zu MPO-12-Erweiterungen eine viel höhere Anzahl von Fasern enthalten. Außerdem ist diese Erweiterung mit der aktuell installierten MMF-Verkabelung nicht rückwärtskompatibel.

OM5 unterstützt die Übertragung von mehreren Wellenlängen

OM5 wurde im Hinblick auf Kurzwellen-Wellenlängenmultiplexen (SWDM) von 840 nm bis 953 nm entwickelt. Limette (auch als Limettengrün bezeichnet) ist laut dem TIA TR-42.12 Unterkomitee für Glasfasern und Kabel die offizielle Leitungsfarbe für OM5; dies wird im nächsten ANSI/TIA-598-D-2-Dokument veröffentlicht werden. Die Farbdefinition für Steckverbinder und Adapter wird weiter ausgearbeitet und in das ANSI/TIA 568.3-D-1-Dokument aufgenommen werden.

Wesentliche Merkmale von OM5 sind:

• Klar spezifizierte effektive modale Bandbreite (EMB) und Dämpfung des Faserkabels von 840 nm bis 953 nm
• Unterstützung von 100GBASE-SR4 Ethernet und 32G Faserkanal-Anwendungen über den gesamten Wellenlängenbereich
• Rückwärtskompatibel mit OM4 bei 850 nm, mit reduzierter chromatischer Dispersion 
  
  

Kurzwellen-Wellenlängenmultiplexen in MMF

Die Verwendung einer einzigen Faser zur Übertragung mehrerer Wellenlängen ist kein neues Konzept und wird in der Telekommunikationswelt häufig zur Reduzierung der Anzahl von Singlemode-Fasern eingesetzt. Bei Anwendungen im Bereich der Kurzstrecken-Datenkommunikation hat sich die Cisco-Lösung 40G-BiDi (bidirektionale optische Technologie), die zwei Wellenlängen (850 nm und 900 nm) über dieselbe MMF überträgt, als außerordentlicher Erfolg in der Branche erwiesen.

Betrachtet man die Kosten für die Glasfaserinfrastruktur, so ist eine parallele Multimode-MPO-Verkabelung deutlich kostenintensiver als eine LC-Duplex-Verkabelung. Für direkte Verbindungen von Port zu Port ist die Verwendung mittels eines einzigen Faserpaares anstelle einer MPO-Leitung sinnvoller, um die Kosten niedrig zu halten.

2015 wurde die SWDM Alliance von einer Gruppe aus Anbietern von Transceivern, Glasfasern und Systemen gegründet, um eine Vereinbarung über mehrere Quellen (Multi-Source-Abkommen/MSA) für SWDM-Transceiver zu erarbeiten. Die Wellenlängenraster sind wie folgt definiert: 850 nm, 880 nm, 910 nm und 940 nm, mit einem Abstand von 30 nm. Neue SWDM-basierte QSFP Multimode-Transceiver, wie 40G-SWDM4, 100G-SWDM4 und 100G-BiDi (850 nm und 900 nm), sind bereits erhältlich.

Im Januar 2017 wurde im Rahmen von IEEE 802.3 eine neue Studiengruppe gegründet, um einen Konsens für die nächste Generation von 200G und 400G Ethernet mit weniger MMF-Paaren zu erreichen, mit dem Ziel, die SWDM-Technologie in die IEEE 802.3-Standardspezifikationen aufzunehmen, um eine breitere Marktakzeptanz zu erreichen.

Vorteile von OM5 gegenüber OM3 und OM4

Als neuer MMF-Typ bietet OM5 eine bessere Leistung als die verbreiteten Typen OM3 und OM4, insbesondere in Verbindung mit SWDM- und BiDi-Transceivern. Sowohl OM3 als auch OM4 unterstützen zudem auch SWDM- und BiDi physisch-medienabhängige (PMD) Sublayer mit reduzierter Reichweite.

In Verbindung mit Transceivern mit einer einzigen Wellenlänge (d. h. λ = 850 nm), z. B. 40GBASE-SR4 und 100GBASE-SR4 mit einer MPO-Schnittstelle, bietet OM5 die gleiche Reichweite wie OM4. Die OM5-Parallelverkabelung kann bei diesen Transceivertypen also keinen eindeutigen Vorteil vorweisen.

Um die Attraktivität der optischen Multimode-Systeme zu erhalten, bieten einige Hersteller jetzt 100G Multimode-Transceiver mit einer erweiterten Reichweite von bis zu 300 m an, die mit digitaler Signalverarbeitungstechnik arbeiten. In Verbindung mit SWDM und OM5 wird dies den Weg für die nächste Generation optischer Multimode-Systeme bahnen.

Wenn Sie sich bei Ihrem nächsten Projekt für die Bereitstellung von SWDM-Transceivern in Datenzentren entscheiden, empfiehlt Belden einen Blick auf OM5, um die gewünschten Standards bezüglich Reichweite und Verbindungsleistung zu erfüllen.