Multimode Fiber goes beyond OM4

Transkript

1 Multimode Fiber goes beyond OM4 Zukunftsfähige RZ-Verkabelung mit Multimode-Glasfasertechnik Carsten Fehr 15. März 2016

2 Prysmian Group weltgrößter Kabelhersteller Prysmian Group S.A. Milan HQ Energy Business Telecom Solutions Telecom Business Fibre Multimedia Solutions 50 COUNTRIES 90+ PLANTS PEOPLE Cabling solutions and connectivity products used for telecom networks Product portfolio - Optical cables - Connectivity - OPGW - Copper cables Production and development of optical fibres Product portfolio - Single mode fibre, - Multimode fibre - Specialtiy fibre Cabling solutions for all kind of communication needs in premises, industry and transport infrastructures Product portfolio - Datacom - Multimedia Specials - Mobile networks 7 Mrd. SALES 22 R&D CENTER 2

3 AGENDA Warum überhaupt zwei Arten Lichtwellenleiter? Kostenvergleich auf Systemebene Optionen für den künftigen Netzausbau F&A 3

4 MEILENSTEINE DER LWL-ENTWICKLUNG 1550nm 1310nm DSSM NZDSSM 200km 850nm SM OS1 OS2 20km BI-SM 2km OM4 BI-MM SI MM GI 50µ GI 62µ OM3 200m 20m

5 FASERBAUFORMEN Multimode Fasern führen eine Vielzahl von Lichtstrahlen, genannt Moden. Um das Problem der Modendispersion zu vermeiden, werden sogenannte Gradientenindexprofile angewandt. Singlemodefasern führen lediglich einen einzigen Lichtstrahl. Modendispersion kann nicht auftreten, jedoch erfordert der geringe Kerndurchmesser sehr eng tolerierte Verbindungstechniken. 5

6 SINGLE-MODE FASERN UND IHRE ANWENDUNGEN Allgemeine Bezeichnung ITU Empfehlung Anwendung High/Low PMD SM G.652.A/B Bis 2000 die SM-Standardfaser in Weitverkehrsnetzen von 2km-80km Low Water Peak SM High/Low PMD G.652.C/D Heute Standard-SM Faser für Weitverkehrsnetze von 2km-80km Bend-Insensitive SM G.657.x Seit 2006 im Markt: Biegeunempfindliche SM-Faser für Zugangsnetze 2km <20km NZDSF G.655x, G.656 Dispersionsverschobene SM-Faser, optimiert für DWDM für Systemreichweiten >100km 6

7 Data rate [Mb/s] TECHNOLOGIEWANDEL VON LED- ZU LASER-QUELLEN 1GbE erforderte erstmals die Verwendung von VCSEL Quellen aufgrund zu großer Trägheit von LED M Ethernet Token Ring FDDI 100 M Fast Ethernet ATM 1 G GbE Fiber Channel LEDs Lasers G FC 10 G 10 GbE 4 G FC 8 G FC 100 G GbE 40 G GbE 16 G FC OM1 / OM2 OM3 OM4 7

8 2002: MMF OFL BANDWIDTH MM Fasern waren vor 2002 stets für das 1300nm Band optimiert OM3 wurde erstmals für 850nm optimiert Da das GI Profil einer MM Fasern nur für eine einzige Wellenlänge optimal sein kann, sprach man auch von New Fibre 8

9 DIE BESONDERHEIT VON OM3: LASER-GEEIGNETES DMD OM3 wurde bereits 2002 bei TIA und IEC standardisiert OM3 unterstützt 10GBase-SR seriell über Cladding 50 µm core 25% % OM3 ist definiert durch DMD oder kalkulierte effektive modale Bandbreite (EMBc), wodurch eine EMB von min MHz*km erreicht wird Inner Mask Outer Mask

10 MULTIMODE REICHWEITEN FÜR OM4 / 50µm OM3 / 50µm 300 m 2000 MHz.km 550 m 4700 MHz.km OM2 / 50µm OM1 / 62.5µm 82 m 500 MHz.km 33 m 200 MHz.km GbE Anschlussreichweite [m]

11 2010: MULTIMODE LÖSUNGEN FÜR 40GBE UND 100GBE Der Grund für die relativ geringe Systemreichweite: Für 40GBase-SR4 und 100GBase-SR10 werden Transceiver mit schwach spezifizierten VCSEL eingesetzt, die eine größere spektrale Bandbreite haben, als die für 10GBase-SR VCSEL 100 m 150 m /100GbE Anschlussreichweite [m] 11

12 Power [mw] 2012: CHROMATIC DISPERSION COMPENSATION (CDC) VCSEL Moden strahlen bei unterschiedlichen Wellenlängen: VCSEL HOMs koppeln haupts. in MMF HOMs VCSEL LOMs koppeln haupts. in MMF LOMs Wellenlängendifferenz HOM / LOM führt zusätzlich zu chromatischer Dispersionsverzögerung in MMF Mit einem angepassten DMD-Verlauf lässt sich die chromatische Dispersion kompensieren LP 01 LP 11 LP 21 LP 02 LP 31 LP 12 VCSEL spectrum modeling Wavelength [nm] Einführung eines neuen Parameters, der auch den Einfluss der chromatische Dispersion in den DMD Profilen erfasst (EBc Parameter), sagt präzise die MMF System Performance voraus und gestattet das Design von chromatisch kompensierten MMF Prysmian Group bietet eine solche EBc optimierte MaxCap-BB-OM4+ Faser für Engineered Solutions 12

13 2014: WideCap-OM4 Erweitertes Fenster nm Effective Bandwidth (EB * ) stets höher als der geforderte EB Wert für 100G: 4λ je 25G im Fenster zwischen 850nm und 950nm 400G: Reduktion der Faserzahl von 16 auf 4 Unterstützung für 400GbE 400GbE Standardisierung wird bis 2017 abgeschlossen 400GbE erfordert 16 herkömmliche OM4-Fasern bei Multi-wavelength Lösungen reduzieren die Faserkomplexität Unterstützung für neue Multi-wavelength MM-Systeme bei 40G: Multi-wavelength Transceiver mit 100G: Multi-wavelength mit 4x25G Rückwärtskompatibel zur herkömmlichen OM4 MM-Fasern *EB takes into account both modal and chromatic dispersions effects 13

14 OPTIONEN Merkmal Optimiert für Multi-wavelength Systeme OM4 Performance im gesamten nm Fenster BendBright Technologie für verbesserte Macro-bending Performance Anwendungsmöglichkeit Unterstützt die Entwicklung von Multi-wavelength Systemen für alle Datenraten von 40/100/400 Gbps Ermöglicht 4 25G Kanäle im nm Fenster Ermöglicht die Verwendung von kompakten Fasermanagement-Systemen mit hoher Packungsdichte mit verbesserter Systemverfügbarkeit 1 Minimum EB 14

15 Kostenvergleich auf Systemebene 15

16 ETHERNET PMD Study: / OM4 Auf allen Geschwindigkeitsstufen existieren PMDs mit unterschiedlicher Reichweite Bei Reichweiten <100m existieren zumeist TP-Systeme Bei Reichweiten >100m dominieren MM-LWL-Systeme Bei Reichweiten >1000m dominieren SM-LWL-Systeme / SMF / SMF / OM4 / OM3 40/100GBASE-CR4/ Twinax / SMF / SMF / OM4-Plus / OM4 OM1-2-3 / OM3 10GBASE-TX / CAT6a / SMF / SMF / SMF / SMF / OM2 / OM2 1000BASE-T / CAT5e / SMF / OM1-2 / OM2 100BASE-T / CAT

17 LINK PREISMODELL 10GBase-SR Arbeitet bis 300 m über OM3 Kabel 10GBase-LR Arbeitet bis 10 km über OS1 Kabel Verkabelungskosten 100 m OM3 cable 120,- Verkabelungskosten 100 m OS1 cable 80,- MM Komponentenkosten 60,- SM Komponentenkosten 100,- -SR Transceiverkosten (günstigst) 2x 80,- = 160,- Gesamte Linkkosten 340,- Kabelanteil 35% -LR Transceiverkosten (günstigst) 2x 280,- = 560,- Gesamte Linkkosten 740,- Kabelanteil 12% Break-even für SM basierte Links = 1100 m (nur unter Kostenaspekten funktioniert nicht!) 17

18 Optionen für den künftigen Netzausbau 18

19 MIGRATIONSSZENARIO 10GBASE-SR auf LC-Duplex Reicht 400(550)m weit mit MC-BB-OM4 bei 10Gb/s pro Faserpaar oder 300m mit OM3 300m decken heute 100% der Distanzen in Unternehmens-RZ ab 40GBASE-SR4 auf MPO (8 LWL) x4 Reicht 150m weit mit OM4 bei 10Gb/s pro Faserpaar oder 100m mit OM3 150m decken heute 93% der Distanzen in Unternehmens-RZ ab Ausblick: 100GBASE-SR4 auf MPO (8 LWL) Kann mit OM4 (auch OM3) bei 25Gb/s pro Faserpaar realisiert werden Bildquelle: Finisar 19

20 PROBLEM: FLEXIBLE ANPASSUNG DER LWL-VERKABELUNG Der Wechsel von 10G auf 40G und ggf. 100G erfordert mehr LWL also eine mindestens vierfach (für 40G) höhere Verkabelungsdichte Ausbau von 40GbE erfolgt oft zunächst punktuell und wird schrittweise auf die gesamte RZ-Verkabelungsebene ausgedehnt Anforderungsprofil Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, sowohl 10G als auch 40G parallel zu betreiben Eine neue LWL-Verkabelung muss rückwärtskompatibel auch 1G und 10G Systeme unterstützen, gleichzeitig aber Potenzial für neueste 100G Systeme bieten Die Packungsdichte der Kabel muss deutlich ansteigen 20

21 LÖSUNG: VORKONFEKTIONIERTE OM4-TRUNKS Im gesamten RZ-Backbone liegt ein breiter OM4-Faserbus (OM4-Trunkkabel) Erweiterungen in der täglichen RZ-Praxis werden durch Ausbau der Unterverteiler an ausgewählten Servicepunkten realisiert Mit steckbaren Kassettensysteme kann die LWL-Infrastruktur flexibel angepasst werden Durch Umkonfiguration können damit Systemanpassungen mit kürzerer Stillstandszeit und verlängerter Abschreibung die Gesamtbetriebskosten signifikant reduzieren 21

22 IT-MANAGER FORDERN VEREINFACHUNG DES RZ-BETRIEBS Verkabelung sollte als unabhängig von ihrer kurzfristigen Nutzung und als langfristige Investition betrachtet werden Das gelingt durch Einsatz vorkonfektionierter OM4-Trunkverkabelung im gesamten Netzwerk, u.z. mit Unterverteilern auf Distributionsebene zum Einzelfasermanagement im RZ-Backbone zur Reichweitenoptimierung beim MM-Fasereinsatz Ergebnis: Verringerte Investitions- und Betriebskosten Kürzere Ausfallzeiten bei MACs (moves / adds / changes) Verbesserte Zuverlässigkeit Reduziertes Risiko von Störfällen 22

23 DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Carsten Fehr Product Management Director Multimedia Solutions Telecom Business Prysmian Group Linking the Future T F M E carsten.fehr@prysmiangroup.com Draka Comteq Germany GmbH & Co.KG Piccoloministr Cologne Germany 23

24 24