Światłowodowy System XG dla Aplikacji 10Gb Ethernet

Jak pokazuje historia, szybsze transmisje w sieciach to konieczność. Nowe aplikacje, jak na przykład grafika wysokiej rozdzielczości czy skomplikowane symulacje oparte na modelowaniu przestrzennym będą z pewnością dalej wymuszały użycie mediów transmisyjnych o jeszcze szerszym paśmie przenoszenia niż te już zainstalowane. Również wzrost ilości zainstalowanych aplikacji na stacjach, jak i ilość użytkowników sieci generujących coraz większy ruch wskazuje, że "stary" 10Mbps i 100Mbps Ethernet zostanie zastąpiony przez znacznie szybsze protokoły. Będą one wykorzystywały media transmisyjne oferujące znacznie szersze pasmo przenoszenia niż obecne sieci Klasy D, E (z pasmem 100MHz, 250MHz), włączając w to instalacje światłowodowe do stacji roboczej.

Już dzisiaj wielu klientów poszerzyło swoje przepustowości sieci szkieletowych do GB/s Ethernetu, a potrzeba instalowania takich szybkości do stacji roboczej wciąż rośnie. Skoro stacje robocze zaczynają operować na gigabitowych prędkościach, pojawił się skuteczny argument stworzenia 10 gigabitowych aplikacji dla szkieletu sieci.

Opracowanie 10 gigabitowego Ethernetu (10GBASE-X) zapewnia naturalną ścieżkę rozszerzenia możliwości transmisyjnych istniejących protokołów bez konieczności dodatkowego szkolenia personelu technicznego. Grupa robocza przy komitecie normalizacyjnym IEEE802.3ae poświęciła ponad dwa lata na rozwój standardu dla 10GB/s, który ostatecznie został zatwierdzony w czerwcu bieżącego roku.

Korzyści z zastosowania jednego kabla światłowodowego do wszystkich istniejących i przyszłych rozwiązań są nieocenione i były do tej pory nieosiągalne. Firma Tyco/Electronics wprowadza nowy światłowodowy system AMP NETCONNECT XG zapewniający bezkompromisowe przejście od 10Mb/s do 10Gb/s na tym samym włóknie światłowodowym przy użyciu tej samej długości fali (850nm) w całości systemu okablowania zarówno szkieletowego, jak i poziomego. Światłowodowy System AMP NETCONNECT XG to kompletne rozwiązanie oparte na optymalizowanym włóknie 50/125mm pod kątem tanich laserów VCSEL oraz zestawie złącz i komponentów światłowodowych umożliwiających transmisję 10 Gigabitowych aplikacji na odległość 300m. Całość systemu zapewnia możliwości transmisyjne dla istniejących "starych" rozwiązań, jak również gwarantuje wykorzystanie wszystkich przyszłych protokołów.

---

Historia

Wprowadzenie Gigabit Ethernetu, a obecnie 10GbE spowodowało konieczność użycia szybszych źródeł optycznych gwarantujących odpowiedni wskaźnik modulacji konieczny dla rozróżnienia ciągu bitów. Tradycyjne i tanie diody LED mogą być używane jedynie dla aplikacji o prędkościach do 622Mb/s, ponieważ dla większych szybkości sygnał na wyjściu przestaje być czytelny dla urządzenia odbiorczego. Z kolei dostępne od lat źródła laserowe stosowane w telekomunikacji nie znajdują zastosowania ze względu na bardzo wysoką cenę. Na szczęście dla użytkowników sieci udało się opracować i zaadoptować do światłowodów o włóknie 50/125mm nowe tanie źródła laserowe o nazwie VCSEL pracujące przy fali 850nm i nadające się do aplikacji Gigabitowych. Oczywiście jakiekolwiek źródło może być dobre, jeżeli tylko będzie współdziałać z określonym włóknem światłowodowym.

Standardowe włókna światłowodowe 50/125mm oraz 62.5/125mm w połączeniu z laserami VCSEL są ogólnie rzecz biorąc wystarczające do zastosowań dla Gigabit Ethernetu i innych protokołów sieci LAN z podobnymi prędkościami. Jednakże w celu wykorzystania w pełni 10GB/s możliwości transmisyjnych laserów VCSEL musiały zostać opracowane kable światłowodowe o szerszym paśmie przenoszenia przy krótkiej fali. Fizyczne ograniczenie standardu 62.5/125mm uniemożliwia ich zastosowanie przy większych prędkościach poza wyjątkowymi przypadkami.

Proces produkcyjny włókien 50/125mm optymalizowanych pod kątem laserowych źródeł przy fali 850nm polega na małej zmianie w profilu współczynnika załamania (zmiana współczynnika załamania rdzenia względem pozycji rdzenia) w celu zapewnienia maksymalnego pasma przenoszenia przy 850nm, a nie przy 980nm. Dzięki tej modyfikacji stało się możliwe produkowanie włókien zapewniających minimum pasma dla transmisji 10Gb/s aplikacji na dystansie 300m w szkielecie sieci. Włókna te zostały specjalnie zaprojektowane do pracy z laserami VCSEL - stąd nazwa "optymalizowane pod źródła laserowe".
Ale to nie wszystko. Wykonanie pomiarów i sprawdzenie pasma przenoszenia tradycyjną metodą (OFL) nie gwarantuje, że włókno o paśmie 2000MHz*km przeniesie aplikacje 10Gb/s. Dzieje się tak dlatego, że źródła VCSEL tylko częściowo wypełniają światłem rdzeń włókna, a w związku z tym są bardziej podatne na "zakłócenia-zanieczyszczenia" w rdzeniu. Zanieczyszczenia są konsekwencją procesu produkcyjnego i są najbardziej wyraźne w osi centralnej rdzenia tj. w punkcie, w którym jest największa ilość promieni lasera VCSEL. Z tego powodu równocześnie opracowano metodę pomiarową aproksymującą wprowadzenie i rozchodzenie się światła laserowego w rdzeniu, zamiast tradycyjnej metody OFL. Dzięki temu jest znacznie łatwiej określić możliwość zastosowania włókna do transmisji 10Gb/s na dystansie 300m.