Nowa era komunikacji optycznej pojawiła się w tej dekadzie. Postęp w tym kierunku zapewniły tanie lasery wykonane w warstwowej technologii VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), za pomocą których generowane promienie światła spójnego (mody transportowe) układają się wyłącznie blisko osi światłowodu. Ta cecha sprawia, że szybkość propagowania się najwyżej kilku modów blisko osi włókna niewiele się zmienia, a w konsekwencji rozmycie impulsów po stronie odbiorczej jest niewielkie. Dzięki temu uzyskanie wyższej częstotliwości przełączania sygnału optycznego (szersze pasmo) bądź detekcji impulsów w większej odległości od źródła nie stanowi problemu. Modernizacji tej sprzyja ponadto odpowiednie ukształtowanie współczynnika załamania w rdzeniach włókien OM3 i OM4, który utrzymuje mody transportowe światła blisko ich osi (tzw. włókna zoptymalizowane).

Opracowanie technologii wytwarzania laserów warstwowych VCSEL, przy niskich kosztach ich produkcji, stało się punktem zwrotnym w upowszechnianiu optyki w sieciach LAN, rozwijanych za pośrednictwem włókien optymalizowanych. Do istotnych zalet tego typu laserów należą: niski koszt produkcji, małe zużycie energii, dwuwymiarowa struktura warstwowa, szybkość odpowiednia dla światłowodów wielomodowych (powyżej 10 Gb/s), wiązka światła niewykazująca astygmatyzmu oraz charakterystyki świetlne przystosowane do operowania przede wszystkim w pierwszym oknie optycznym, a ostatnio także w II oraz III oknie.

Zobacz również:

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

100GbE na włóknie OM4

Największą popularność i najdłuższe odległości w lokalnych sieciach 10 Gb/s uzyskano na włóknach OM3 (300 m) oraz ich zmodernizowanej wersji OM4 (550 m) - przystosowanych do laserów VCSEL. Obecnie stanowią one bazę wszelkich systemów optycznych tej i następnych generacji, dla których w połowie 2010 r. zatwierdzono standardy normujące optyczne parametry transportowe. Zachowując niskie koszty jak dla włókien wielomodowych, te dwie generacje (OM3, OM4) wspierają także przepływności 40-100 Gb/s, dotąd uzyskiwane jedynie w instalacjach jednomodowych.

Przyspieszenie optyczne rozpoczęło się od finalnego zatwierdzenia w czerwcu 2010 r. specyfikacji IEEE 802.3ba, kompletującej grupę standardów włókien wielomodowych do transmisji 100G. Cechą charakterystyczną włókien OM4 (50/125 umm) jest efektywne pasmo modalne EMB wynoszące 4700 km*MHz, udostępniane w pierwszym oknie 850 nm (VCSEL) dla aplikacji w zasięgu do 550 m oraz przepływności do 10 Gb/s. Specyfikacja ta ma kluczowe znaczenie w nowoczesnych ośrodkach przetwarzania, gdyż oprócz zgodności wstecznej ze wcześniejszymi standardami włókien, pozwala na przekaz danych z szybkością 100 Gb/s na dystansie co najmniej 125 m. Jest więc pierwszą normą, która specyfikuje ethernetowe aplikacje 100GbE w pełnym zasięgu standardowego LAN, a także wspiera aplikacje Fibre Channel na dystansie większym niż oferują to popularne włókna OM3 ze wskaźnikiem modalnym EMB równym 2000 km*MHz.

Optymistyczna przyszłość

Pierwsze światłowodowe moduły dla instalacji LAN 40/100GbE już są dostępne na rynku. Podczas gdy rozwiązania miedziane powyżej 10G nadal pozostają w sferze projektowania, okablowanie strukturalne zostało wsparte technologiami optycznymi. Na przełom, pozwalający na wdrażanie Gigabit Ethernet 40/100, złożyły się: tanie lasery VCSEL z emisją światła spójnego, optymalizowane pod te lasery wielomodowe włókna OM3 (100 m) i OM4 (125 m), jednomodowe światłowody SMF do przekazów długodystansowych (10/40 km) oraz wielokanałowe złącza optyczne wykonane w technologii MPO (Multi-fiber Push On) do realizacji równoległych połączeń światłowodowych.

Ponadto optyczne struktury następnej generacji zaczynają wnikać bezpośrednio do układów mikroprocesorowych serwerów komunikacyjnych (Intel), a medium transportowym staje się światło zamiast elektronów. Wymiana informacji między mikroukładami optycznymi, płytami komputerowymi, modułami komunikacji czy kompletnymi produktami sieciowymi zaczyna przybierać zupełnie inną formę transportu, a poszczególne urządzenia same stają się węzłami aktywnej sieci optycznej. Takie rozwiązania eliminują istniejące ograniczenia interferencji międzysymbolowej i międzykanałowej na płytach drukowanych, wyznaczając jednocześnie nowy kierunek rozwoju przepływności długodystansowych, wielokrotnie powyżej 100 Gb/s. Przepływności o terabitowych szybkościach - dzisiaj jeszcze niedostępnych za pomocą pojedynczego włókna.