Новые тенденции в использовании многомодовых оптических волокон

Многомодовые волокна являются самыми распространёнными среди оптических волокон, используемых в конструкциях кабелей, предназначенных для прокладки внутри зданий.

При создании сетей Ethernet длиной до 300 м при скорости передачи 10-Гбит/с рекомендуется использовать многомодовое волокно с диаметром сердцевины 50 мкм, оптимизированное для 850-нм лазера. Ряд производителей предлагают несколько типов такого волокна, различающихся более низким и более высоким классом. В процессе производства волокон производится испытание каждой катушки волокна и классификация на основе измерения межмодовой дисперсии (DMD) и коэффициента широкополосности (EMB). Несмотря на то, что для выпуска волокна более высокого класса требуются более сложный производственный процесс, тщательный контроль и дополнительное тестирование, приводящие к повышению расходов, производители ведут постоянный поиск способов улучшения показателя EMB. Несомненно, со временем спрос на такое волокно будет расти.

В настоящее время американская компания OFS предлагает 50-мкм многомодовое оптимизированное для 850-нм лазера волокно марки LaserWave трех классов: для дальности 150, 300 и 550 м. Возможность выбора из нескольких классов обеспечивает новый уровень гибкости, что особенно важно при развертывании новых высокопроизводительных кабельных систем.

Компания Superior Essex (США) также предлагает три различных класса 50-мкм многомодового оптимизированного для 850-нм лазера волокна, в том числе своё недавно разработанное волокно TeraGain, рассчитанное на кабельные линии протяжённостью 550 м при скорости передачи 10-Гбит/с. По словам представителя менеджмента этой компании, если не требуется большая дальность передачи, то можно выбрать более экономичное волокно 10G/150-м, тогда как волокно 10G/550-м позволит обеспечить более высокие скорости в будущем. Однако волокно 10G/550-м достаточно дорогостоящее и, вероятно, для сетей с короткими каналами связи его применение будет нецелесообразным.

Американская компания Berk-Tek, входящая в Nexans Co., производит кабели с оптимизированными для 850-нм лазера многомодовыми волокнами. Эти кабели сертифицированы по параметру DMD для сетей 10-Gigabit Ethernet на дальность передачи до 600 м. Стоимость таких кабелей в зависимости от конструкции и числа волокон на 25—50% выше стоимости стандартного кабеля. Кабели более высокого класса все чаще прокладываются в больницах, университетах, информационных центрах, финансовых организациях и т.д., где используются сети с большими объемами передаваемых данных и повышенными требованиями к безопасности.

Японская компания Sumitomo Electric Lightwave выпускает серию волоконно-оптических изделий, изготовленных по технологии введения волокна в трубку методом вдувания (air-blown fiber). В этих кабельных изделиях используется оптимизированное для лазера 50-мкм волокно для 10-Гбит/с сетей с дальностью передачи 300 и 500 м. Выбор класса волокна зависит от топологии сети, расстояний между концентраторами и оконечными устройствами, а также от разницы в стоимости разных классов волокна.

Несмотря на массовый переход к применению 50-мкм многомодового волокна, все еще более 50% используемых волокон представляют собой традиционное 62,5-мкм многомодовое волокно класса FDDI. Владельцы сетей, построенных на этом волокне, при переходе на технологию 10-Gigabit Ethernet могут использовать следующие варианты: прокладывать кабели с 50-мкм волокнами или использовать активные устройства 10GBase-LX4, реализующие технологию спектрального мультиплексирования (Wavelength Division Multiplexing — WDM).

Представитель компании Tyco Electronics/AMP Netconnect (США) считает, что в случае перехода на волокно, оптимизированное для лазера 50-мкм, можно использовать менее дорогостоящие электронные устройства 10GBase-SR на базе лазера VCSEL 850-нм. Если использовать прежнее 62,5-мкм многомодовое волокно, то для организации сетей Ethernet 10-Gigabit с дальностью более 26 м понадобятся устройства 10GBase-LX4 с применением технологии WDM и четырёх оптических источника (на 2,5 Гбит/с каждый), а они стоят значительно дороже. Выбор заключается в следующем: потратить деньги на новый кабель и сэкономить на активном оборудовании или же оставить прежние кабели, но приобрести более дорогостоящие электронные устройства? Замена всего оптического кабеля в сети на новый кабель с 50-мкм волокном может потребовать проведения серьезных работ и длительного простоя сети. В зависимости от специфики бизнеса конкретной компании некоторые из них предпочитают модернизировать свои сети до скорости 10 Гбит при помощи устройств 10GBase-LX4, особенно в ситуациях, когда волоконно-оптический кабель труднодоступен, и его замена сопряжена с определёнными трудностями.

В связи с ростом спроса на высокоскоростную связь (свыше 1 Гбит/с) по традиционному волокну институт IEEE создал группу для проведения исследований методов передачи данных со скоростью 10 Гбит/с на расстояния свыше 300 м по 62,5-мкм многомодовому волокну FDDI-класса. Предлагаемый стандарт будет называться 10GBase-LRM (10-Gbit Ethernet over Long Reach Multimode), но пока разработка его продвигается медленно. Основная трудность разработчиков стандарта LRM заключается в сохранении экономической эффективности при обеспечении дальности связи 300 м. Хотя стандарт IEEE 802.3aq еще только разрабатывается, несколько производителей уже заявили о наличии у них устройств, разработанных с учетом требований последней версии проекта этого стандарта. Так, например, компания Superior Essex полагает, что в случае жизнеспособности разрабатываемого стандарта 802.3aq в следующем году объемы продаж кабелей с применением 62,5- и 50-мкм волокон могут оказаться примерно равными.

В настоящее время технологии производства многомодовых волокон хорошо отработаны и достаточно надежны. Основные тенденции связаны с выбором кабелей различных классов, новых вариантов их конструкций и разрабатываемых стандартов. Как отмечает представитель компании Tyco Electronics/AMP Netconnect, поскольку сейчас не наблюдается какого-то бума новых разработок в области собственно волокна, производители переключились на развитие технологий его “упаковки” в кабели и их оконцевания. Так, например, эта компания недавно расширила серию разъемов MTRJ-SECURE, доведя количество их вариантов до 10. Кроме того, компания предлагает, серию магистральных волоконно-оптических кабелей с предварительно смонтированными с обеих сторон соединителями типа MPO (для групп из12 волокон).

В связи с повышенным интересом к кабелям, предназначенным как для внутренней, так и для внешней прокладки (indoor-outdoor cable), компания OFS предлагает кабель марки AccuDRY, в котором используется буферное покрытие, обеспечивающее защиту от влаги без использования гелей или других наполнителей (так называемый сухой кабель). Этот кабель способен выдерживать широкий диапазон температур, а его внешняя оболочка устойчива к ультрафиолетовому излучению и поражению плесенью. В кампусных сетях кабели этого типа могут переходить из одного здания в другое, и при этом не требуется производить сращивания, так как один и тот же кабель является и внутренним и внешним. При этом улучшаются характеристики передачи данных, обеспечивается оптимальное управление волоконно-оптической кабельной инфраструктурой, а также появляется возможность экономии на монтаже кабелей.

Специалисты компании Sumitomo полагают, что усиливается тенденция применения на каналах большой дальности, в том числе в кампусных сетях, одномодового волокна с нулевым или низким содержанием гидроксильных групп, а на каналах протяжённостью до 500 м — многомодового 50-мкм волокна, оптимизированного для лазера. Традиционное 62,5-мкм многомодовое волокно продолжают применять при горизонтальной прокладке и в системах “волокно до рабочего места” (fiber-to-the-desk).

Бронированный волоконно-оптический кабель также завоевывает все большую популярность в качестве альтернативы кабелям, прокладываемым в защитных трубах. Его быстрее и проще монтировать и прокладывать, он обладает более высокой механической прочностью и стойкостью к грызунам. К последним тенденциям в волоконно-оптической кабельной индустрии можно отнести появление новых материалов, соответствующих требованиям разнообразных стандартов и глобальных инициатив. С 1 января 2006 г. все волоконно-оптические кабели, выпускаемые компанией Berk-Tek, будут соответствовать требованиям новой экологической директивы ЕС об ограничении использования опасных веществ RoHS (Removal of Hazardous Substances). В процессе пересмотра стандартов TIA-568-B можно ожидать изменений, которые, скорее всего, затронут также и волоконно-оптическую кабельную инфраструктуру. Уже проводятся дискуссии, посвящённые кабельным системам для сетей на 40- и 100-Гбит/с. Пока не было ни одного проекта такого рода, но предполагается, что в ближайшее время будет сформирована специальная исследовательская группа IEEE по этому вопросу. По мнению специалистов компании Tyco Electronics/AMP Netconnect, достижение таких скоростей на многомодовых волокнах будет возможно только с применением технологии спектрального мультиплексирования (WDM) или технологии параллельной оптики. При использовании одномодовых волокон проблем не будет, но только со временем можно будет оценить перспективы применения систем с многомодовыми волокнами для новых высокоскоростных сетей.

По материалам  RusCable.Ru