Wymóg stosowania wyższych szybkości transmisji jest napędzany przez wiele czynników nie tylko natury technicznej: wzrost szybkości przełączania i routingu, powszechne stosowanie wirtualizacji oraz konwergencja mediów, które wpływają na podwyższanie wydajności środowisk obliczeniowych. Dodatkowym bodźcem staje się wymiana plików przez internet, gdzie usługodawcy punktów "peering" (każdy z każdym) udostępniają swe zasoby wielu użytkownikom jednocześnie oraz aplikacje wymagające dużej przepustowości, takie jak VOD (Video-on-Demand). Wszystkie te usługi już przyczyniają się do migrowania 10G w stronę 40G bądź do bardziej oczekiwanych rozwiązań 100G.

Usprawnianie wielomodów

Tradycyjnie włókna wielomodowe OM1 i OM2 zapewniały wystarczające zasięgi (dystans 300 m) i szybkości (1Gb/s) jedynie w lokalnym okablowaniu LAN. W miarę upływu czasu przed operatorami okablowania strukturalnego pojawiły się większe wymagania (500 m, 10 Gb/s), których nie mogły spełnić najstarsze typy światłowodów. W odpowiedzi na takie potrzeby opracowano nowe włókna wielomodowe, najpierw jako OM3, ulepszone potem do klasy OM4 - oba optymalizowane do pracy z niedrogimi laserami VCSEL w pierwszym oknie optycznym 850 nm. Obydwa włókna oznaczane jako 50/125 (mikronów) bądź 62,5/125 są wstecznie zgodne z tradycyjnymi światłowodami, ale udostępniają lepsze parametry transmisji.

Zobacz również:

• Wyjaśniamy czym jest SD-WAN i jakie są zalety tego rozwiązania

Nowe ich możliwości uzyskano dzięki specyficznym procesom produkcyjnym, pozwalającym na precyzyjne profilowanie współczynnika złamania światła w rdzeniu i minimalizującego wpływ opóźnień definiowanych parametrem DMD (Differential Mode Delay). Różnicowe opóźnienie międzymodowe DMD - będące pochodną dyspersji modów optycznych - jest niezwykle szkodliwym elementem w transmisjach szerokopasmowych na większym dystansie. Dla aplikacji LAN 10 Gb/s najlepsze wyniki uzyskuje się obecnie w medium optycznym, tworzonym z zastosowaniem wielomodowych włókien światłowodowych klasy OM3 i OM4.

Wielomodowe instalacje jako bardziej ekonomiczne stały się podstawą okablowania centrum danych oraz traktów kampusowych i metropolitalnych. W porównaniu z innymi rozwiązaniami (miedź, fale radiowe, podczerwień) zapewniają one minimalne straty sygnału i niewielkie opóźnienia transportowanej informacji. W sieciach LAN i w centrach danych, gdzie dystans ten nie przekracza kilkuset metrów, powszechnie instaluje się dzisiaj światłowody wielomodowe OM3 i OM4, stanowiące podstawę tworzenia ethernetowych traktów szkieletowych do 100 Gb/s oraz systemów dostępowych sięgających 10 Gb/s. Jednomodowe światłowody, o zasięgu uzależnionym jedynie od tłumienności włókna, umożliwiają transmisję na długich dystansach, wynoszących nawet kilka tysięcy kilometrów.

Wielomodowe OM3 dla 10GbE

Większość optycznych aplikacji w okablowaniu przedsiębiorstw funkcjonuje na wielomodach ze światłem emitowanym przez diody LED o szerokim kącie bryłowym wiązki. Cecha ta niekorzystnie wpływa na propagowanie światła wzdłuż osi optycznej, gdyż daje we włóknie wiele dyskretnych promieni świetlnych (czyli modów), każdy o innej szybkości propagacyjnej. W rezultacie, pierwotny kształt impulsu cyfrowego po stronie odbiorczej ulega rozmyciu w czasie, a w miarę dalszego wzrostu odległości - zanik możliwości detekcji przesyłanej informacji. Lepsze rezultaty uzyskuje się, stosując laserowe nadajniki światła spójnego o węższym kącie wiązki emisyjnej, a więc o mniejszej liczbie modów układających się w rdzeniu włókna. Niestety koszt ich produkcji jest wyższy, co podnosi całkowitą cenę łącza bądź platformy optycznej do transmisji danych.

Chociaż za pomocą pierwszych wielomodów OM1 można było transmitować w sieciach LAN (100 m) z szybkością najwyżej 1 Gb/s, nie sprawdziły się one w tak potrzebnych dzisiaj aplikacjach 10 Gb/s, gdyż ich zasięg nie przekracza wtedy 33 m. Równie małym zainteresowaniem cieszyła się ulepszona wersja OM2, która wprawdzie zapewniła w pierwszym oknie optycznym odległość 750 m z przepływnością 1 Gb/s, ale dla 10 Gb/s już zaledwie 82 m - a więc poniżej obowiązujących standardów LAN. Ta sytuacja była nie do zaakceptowania przez administratorów, którzy decydując o wyborze odpowiedniej instalacji, rozważają także przyszłe aplikacje i możliwości swego okablowania. Zasięg optyczny bez repetycji sygnału okazał się mieć dla nich istotne znaczenie.