در حال حاضر ، کسانی که به توسعه IEEE802.3 توجه می کنند ، دیگر با کمبود روش های انتقال مشکل مواجه نخواهند شد ، زیرا تعداد زیادی از راه حلهای با هم همپوشانی جزئی در حال حاضر تهیه یا استاندارد می شوند. اکنون قابل پیش بینی است: همه راه حل ها نمی توانند به موفقیت تجاری دست یابند.
در این محیط ، به نظر می رسد کاربران نگرش "انتظار و دیدن" دارند زیرا نمی توان توضیح داد که چرا ستون فقرات فیبر هنوز در حدود 10G کار می کند. این فناوری از سال 2002 به سختی تغییر کرده است. به لطف توسعه فن آوری های جدید ، شبکه ستون فقرات سرانجام می تواند از طریق فناوری تقسیم طول موج فیبر چند حالته جایگزین شود. در زیر ، انتظار از این فناوری جدید را توضیح خواهیم داد.
آیا ذخایر سرمایه گذاری شبکه نوری داریم؟
کابل های داده مس ، که عموماً از پتانسیل انتقال محدود استفاده می شوند ، هنوز هم محبوب هستند: این نه تنها شبکه LAN ساختمان را به عنوان یک زیرساخت فناوری اطلاعات پوشش می دهد ، بلکه یک نقطه دسترسی LAN بی سیم را نیز فراهم می کند و فناوری های ساخت و ساز توزیع شده را به شبکه وصل نمی کند. فقط از این ، می توان برای منبع تغذیه POE نیز استفاده کرد. شبکه محلی در حال حاضر برای 10G (نوع EA) طراحی شده است ، که این فناوری استاندارد از 10 GBase-T از سال 2006 است.
با این حال ، بسیاری از امکانات فیبر نوری و شبکه های محلی که این ساختارهای افقی را ارائه می دهند ، فقط در سطح 10G ، یعنی فناوری استاندارد 10GBase-SR از سال 2002 کار می کنند. این با منطق اترنت LAN ناسازگار است: برای این منظور از عملکرد ایمن ، شبکه ستون فقرات باید از نظر سرعت نسبت به شبکه دسترسی خود در یک مرحله "سریع" قرار داشته باشد. این امر به اجرای جدیدترین فناوری 40GBase-SR4 استاندارد شده از سال 2010 نیاز دارد.
در حال حاضر ، فرستنده های 40G به جای استفاده از فرستنده های 4 طرفه 10G ، به طور گسترده در مراکز داده بزرگ یا شبکه های ستون فقرات مورد استفاده قرار می گیرند. این حالت الزامات سرعت خط هر جفت فیبر را افزایش نمی دهد. این از نظر اقتصادی منطقی است ، اما از نظر فنی این یک اقدام متوقف است.
معرفی 8 کابل موازی فیبر چند حالته (با چهار کانال 10Gb / s هدایت موازی) یک جهش فناوری است. پشتیبانی از استفاده از فناوری کلاسیک توپولوژی دو فیبر منجر به پیچیدگی بیشتر و عدم بهره برداری و نگهداری از تعمیر و نگهداری می شود ، که نمی تواند الزامات عملکرد طولانی مدت فن آوری اتصال MPO را برآورده کند. علاوه بر این ، مشکل دیگر بودجه لینک محدود است. زمان استقرار 40G نه تنها به دلیل ساختار سلسله مراتبی شبکه ، بلکه به دلیل اینکه فرستنده 40G به یک قیمت مناسب رسیده است ، بالغ شده است و فرضیه ای را برای این سرمایه گذاری ها ایجاد می کند.
در حال حاضر باید بپذیریم که پتانسیل توسعه فناوری ما با تنگنا روبرو بوده است. به عنوان مثال ، استفاده از منبع سیگنال و گیرنده بر روی یک جفت فیبر نوری نمی تواند به طور مداوم داده های بیش از 100G را انتقال دهد. در واقع ، ما از روش اتصال موازی چند کانال برای پردازش استفاده می کنیم. علاوه بر نسخه انتقال کامل چند لایه (گیرنده کابل نوری) ، یک راه حل نیز برای اتصال کانالهای نوری به صورت موازی با یک کانال فیبر در همه جهات وجود دارد. این روش WDM (چند موج تقسیم طول موج) است که بیش از 15 سال در زمینه فناوری انتقال سطح گسترده استفاده شده است. این فناوری از 1550 نانومتر به عنوان طول موج مرکزی و فاصله ثابت 50 گیگاهرتز یا 100 گیگاهرتز بین هر موج استفاده می کند. اخیراً ، فناوری WDM پیشرفت هایی را در طول موج کوتاه 850nm-950nm انجام داده است ، همچنین به عنوان (Shortwave-CWDM) یا SWDM شناخته می شود.
فیبر چند باند پهن باند SWDM
امروزه ، فیبرهای چند حالته OM3 و OM4 (MMF) وسیله انتخابی برای برنامه های اترنت و فیبر کانال (مدولاسیون NRZ با سرعت 850 نانومتر) است. اگر می خواهید سرعت داده را افزایش دهید ، پهنای باند مؤثر با پراکندگی معین MMF و پهنای باند VCSEL کم است. برای غلبه بر این محدودیت ، پیوندهای فیبری موازی که با سرعت خط 10G و 25 گیگابیت بر ثانیه کار می کنند برای افزایش ظرفیت هستند. با این حال ، این روش نیاز به زیرساخت های مبتنی بر فناوری اتصال چند فیبر (MPO) دارد. به منظور ادامه استفاده از ساختار دو فیبر اثبات شده ، محلول 100 گیگابیت در ثانیه و بالاتر ، می توان یک MMF منفرد را در اولویت قرار داد. در این حالت می توان از فناوری WDM استفاده کرد. در مقابل ، OM4-MMF از پهنای باند معین بالاتری برخوردار است ، اما محدوده طول موج آن نسبتاً باریک است ، تنها 850 نانومتر ، که قابلیت WDM آن را محدود می کند. اقتصادی ترین حالت عملکرد حداقل برای چهار کانال WDM (هر کانال 25 گیگابیت در ثانیه) باید MMF های پهنای باند با پهنای باند با دامنه طولانی موج 100 نانومتر باشد. با توجه به سازگاری به عقب ، طول موج 850 نانومتر بدون تغییر باقی می ماند ، بنابراین یک پنجره عملیاتی از 850 تا 950 نانومتر ظاهر می شود (شکل 1 را ببینید). عملکرد MMF در سیستم مربوط به پهنای باند مؤثر است که تحت تأثیر پهنای باند معین مؤثر (EMB) و پراکندگی قرار دارد. 
برای اطمینان از پهنای باند پایدار مؤثر از 2000 مگاهرتز * کیلومتر ، EMB باید 4.700 مگاهرتز * کیلومتر در 850 نانومتر و کمتر از 2.700 مگاهرتز * کیلومتر در 950 نانومتر باشد (شکل 2). با بهینه سازی مشخصات هسته و بهینه سازی پارامتر α در شیشه هسته GI ، اوج EMB به 880 نانومتر تبدیل می شود و MMF های باند پهن که این مشخصات را برآورده می کنند تحقق می یابد.
نمونه اولیه فنی از MMF های باند پهن با استفاده از لیزر قابل تنظیم تیتانیوم یاقوت کبود در طول موج های مختلف از 850 تا 950 نانومتر اندازه گیری شد. EMB معمولی حاصل در شکل 2 نشان داده شده است و با OM4-MMF مقایسه می شود. منحنی اوج EMB را در 875 نانومتر از MMF های باند پهن بهینه نشان می دهد ، در حالی که MMF استاندارد OM4 دارای توزیع EMB باریک تر در 850 نانومتر است. بنابراین ، MMF های باند پهن الزامات مشخصات EMB را برآورده می کنند ، در حالی که استاندارد OM4-MMF نمی تواند در حدود 900 نانومتر نیازهای مورد نیاز را برآورده کند. 
برای نشان دادن قابلیت های WDM از MMF های باند پهن در برنامه های کاربردی سیستم موجود و آینده ، آزمایش های BER در 850 و 980 نانومتر و 28 گیگابیت بر ثانیه انجام شد. ارزیابی میزان خطای بیت (BER) نشان می دهد که پس از رسیدن 100 متر انتقال قدرت ، میزان ذخیره مورد نیاز لازم است. علاوه بر این ، BER با استفاده از یک فرستنده مضاعف 40 گیگابیت در ثانیه با 2 کانال WDM (20 گیگابیت در ثانیه) ، به ترتیب در 850 و 980 نانومتر اندازه گیری شد. بنابراین ، انتقال بدون خطا تا 300 متر (BER <10-12) می="" تواند="" از="" طریق="" mmf="" پهن="" باند="" حاصل="" شود="" ،="" که="" معادل="" دامنه="" دو="" فرستنده="" فرستنده=""> در محدوده 850 تا 980 نانومتر ، 4 کانال WDM (25.8 گیگابیت در ثانیه) با فاصله 30 نانومتر و ظرفیت 100G می توانند به انتقال خطا از 200 متر دست یابند.
با پیاده سازی قالب های مدولاسیون پیشرفته (مانند PAM-4) می توان این ظرفیت را افزایش داد. در آزمایشگاه ، انتقال 180 گیگابیت بر ثانیه از پهنای باند MMF با موفقیت انجام شد (با چهار سیگنال 45 گیگابیت بر ثانیه PAM-4 WDM) ، و BER آن از 300 متر فراتر رفت ، در حالی که در زیر OM4-MMF حداکثر تنها 150 متر بود. این نتایج نشان می دهد که MMF های پهنای باند بدون نیاز به زیرساخت های فیبر موازی به داده های عملکرد 40 ، 100 یا 200 گیگابیت بر ثانیه دست پیدا می کنند.
مقایسه هزینه
برای 40GBase-x ، کاربران در عملیات شبکه گزینه های مختلفی دارند. با توجه به فرمت استاندارد QSFP + پوسته ، مقرون به صرفه ترین نسخه فرستنده گیرنده می تواند با توجه به مسافتهای مختلف انتقال ، پلاگین و بازی کند. الگوی مشترک تأیید شده است:
با همان نرخ داده ، قیمت گیرنده SM (40Gbase-LR4) 200٪ تا 400٪ بالاتر از قیمت فرستنده MM (40Gbase-SR4) است.
تفاوت بین این دو گیرنده حداقل 600 یورو است که هزینه کل سیم کشی منفعل (پیوند) را دو برابر می کند.
بنابراین ، اگر از لحاظ فنی امکان پذیر باشد ، ستون فقرات فیبر مبتنی بر MMF یک راه حل اقتصادی تر است.
برخی از کاربران نگران این هستند که فناوری SWDM فرستنده گیرنده هزینه های اضافی زیادی را ایجاد کند. یک مقایسه ساده (شکل 3) نشان می دهد که فاکتورهای اساسی هزینه از برخی جهات صاف یا حتی اقتصادی تر هستند. 
در این حالت ، اولین فرستنده SWDM تجاری در دسترس مورد توجه قرار گرفته است. آنها نه تنها انتخاب ترانس های گیرنده را از طریق پیشرفت های بیشتر گسترش داده اند ، بلکه به استفاده از شاخه های LC اثبات شده اجازه داده اند که زیرساخت های 2-MMF را در سطح قدرت 40G و 100G حفظ کنند.
نتیجه
در حال حاضر کاربرانی که قصد دارند به 40GbE و بالاتر از اترنت ارتقا دهند ، وجود دارند. اکثر برنامه های کاربردی دستگاه های بندر به بندر ستون فقرات هستند. فیبر دوتایی OM3 هر خط در بسیاری از موارد استفاده شده است ، و ارتقاء سیستم معمولاً به صورت مرحله به مرحله انجام می شود. پهن باند فوق الذکر MMF کاملاً با عقب بودن با OM2 ، OM3 و حتی OM4 MMFs قبلی سازگار است و هیچ گونه نیاز دیگری برای اتصال سخت افزار نسبت به فناوری های سنتی ندارد ، که این یک مزیت اصلی است. این اجازه می دهد تا MMF پهنای باند شبکه های 10G موجود را به شبکه های 40G و 100G مقرون به صرفه تبدیل کند و در آینده می تواند به 200G ارتقا یابد. در همین زمان ، پهنای باند MMF توسط IEEE802.3 به عنوان نسل بعدی MMF شناخته شده است و در فرمول آینده استانداردهای شبکه پشتیبانی خواهد شد.
برای کسانی که نمی توانند هزینه ستون فقرات شبکه LAN و DC را نادیده بگیرند ، فیبر MM غیر قابل تعویض است. فناوری جدید باند پهن MMF یک فناوری انتقال مقرون به صرفه را فراهم می کند که باعث می شود با زیرساخت های LC مضاعف برخورد زیرساخت ها راحت تر شود. پهن باند MMF در شرایط IEC و TIA به یک الیاف MM استاندارد تبدیل شده است و در نسخه بعدی ISO / IEC11801 به عنوان دسته کابل نوری OM5 تعریف خواهد شد. اولین محصولات تجاری آن در حال حاضر در بازار موجود است.
