Sin dudas, el futuro de la fibra óptica es promisorio

9 de febrero de 2022 / General, norma y certificación, redes industriales

En otro blog, hablamos de algunas de las ventajas de la fibra hasta la periferia desde una perspectiva de sostenibilidad y edificación inteligente. Si bien la fibra óptica va adentrándose lentamente en la red LAN horizontal, el cableado de par trenzado de cobre, por ejemplo, de categoría 6 y 6A, seguirá dominando esta línea debido a su instalación conocida y de bajo coste, así como su capacidad para admitir velocidades de transmisión de hasta 10 Gig y 100 W de potencia sobre Ethernet (PoE). Pero, fuera del ambiente LAN de las instalaciones, las capacidades de ancho de banda y distancia de la fibra hacen que su futuro parezca más promisorio que nunca.

Hilos de fibra óptica iluminados de color azul y verde sobre un fondo negro

Fuera del ambiente LAN, las capacidades de ancho de banda y distancia de la fibra hacen que su futuro parezca más promisorio que nunca.

El pilar del centro de datos

En el centro de datos empresarial, las velocidades de los servidores empiezan a migrar más allá de 10 Gig, con vínculos superiores de switch que migran más allá de 40 y 100 Gig. Como mencionamos en otro artículo, se espera que comiencen a verse en el mercado envíos de puertos de switch de 400 Gig para centros de datos de grandes empresas para 2022. Los grandes centros de datos de hiperescala y en la nube ya están migrando conexiones de servidor a 50 y 100 Gig, con vínculos superiores de switch que migran a 400 Gig. Estos pioneros ya tienen en cuenta los vínculos superiores de switch de 800 Gig, especialmente para las interconexiones de centros de datos en arquitecturas “super-spine”.

Si bien el cableado de cobre de categoría 8 se introdujo originalmente para admitir 25 y 40 Gbps (25GBASE-T y 40GBASE-T) en enlaces de servidor horizontales de 30 metros, la realidad es que estas aplicaciones no se han desarrollado principalmente debido al coste y el consumo de energía. Por lo tanto, aparte de los enlaces punto a punto de corto alcance que usan cables SFP y QSFP de conexión directa o conjuntos ópticos activos que son difíciles de gestionar, la única opción para el cableado estructurado de centros de datos basado en estándares más allá de 10 Gig es la fibra. No es de extrañar que se espere que el mercado global de la fibra alcance casi 10.000 millones de dólares en 2028, más del doble de lo que era en 2020, según un estudio de mercado verificado.

Desarrollo continuo de normas de fibra

En la actualidad, hay varias aplicaciones de fibra disponibles para admitir velocidades de 10 a 400 Gig, en fibra tanto multimodo como monomodo a varias distancias, y el IEEE está trabajando para desarrollar normas de aplicación adicionales. Con la introducción de la codificación PAM4 de 100 Gbps, se espera que el IEEE lance la norma 802.3db en 2022, que admitirá 400GBASE-SR4 de 8 fibras usando una velocidad de transmisión de 100 Gbps. Esta es la misma lógica que se usa en las aplicaciones de fibra óptica paralelas 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4 y 200GBASE-SR4 que admiten 40, 100 y 200 Gig usando una velocidad de carril de 10, 25 y 50 Gbps, respectivamente.

La norma 802.3db también incluye una aplicación de 100 Gig sobre una fibra multimodo dúplex y una aplicación de 200 Gig sobre dos pares de fibra multimodo, así como versiones de alcance rápido de 100, 200 y 400 Gig a 50 m para conexiones de servidor optimizadas en cuanto a costes. Estas aplicaciones de corto alcance se designarán con “VR” en lugar de “SR” (es decir, 100GBASE-VR, 200GBASE-VR2 y 400GBASE-VR4). La buena noticia es que todas estas aplicaciones serán compatibles a través de la conectividad MPO y dúplex existente, por lo que las comprobaciones serán fáciles con el juego de comprobación de pérdida óptica CertiFiber® Pro y el medidor de potencia óptica MultiFiber™ Pro de Fluke Networks.

Mientras tanto, el grupo de estudio del IEEE 802,3 de Ethernet más allá de 400 Gb/s está trabajando en la adopción de lógica de 400 Gbps para definir especificaciones de nivel físico para aplicaciones de 800 Gig basadas en ocho carriles de 100 Gbps. Los objetivos actuales que admitirán los despliegues de centros de datos incluyen:

  • 800 Gig sobre 8 pares de fibra multimodo a al menos 50 m y 100 m
  • 800 Gig sobre 8 pares de fibra monomodo a 500 m
  • 800 Gig sobre 8 longitudes de onda en una fibra monomodo a 2.000 m

La fibra óptica también está avanzando

Junto con el desarrollo de normas de cables de fibra óptica que se produce dentro del IEEE, también hay mucho trabajo en curso dentro de los acuerdos multifuente (MSA) creados para abordar la demanda continua de capacidad de red. Conformados por proveedores de equipos, conectores y chips, además de operadores de centros de datos como Facebook, Google y Microsoft, estos MSA se centran en la fibra óptica necesaria para admitir 800 Gig y más, incluida la determinación de las especificaciones de transceptor y fibra óptica que minimizarán el coste, el consumo de energía y la latencia y, a su vez, maximizarán el alcance. Hay dos corrientes de pensamiento principales para admitir más de 800 Gig: tecnología de módulo transceptor conectable y óptica coempaquetada.

Los módulos transceptores ópticos conectables están bien establecidos en la industria, con factores de forma SFP y QSFP que incluyen los transceptores conectables QSFP-DD y OSFP más recientes para 400 Gig. Estos dos factores de forma son extremadamente similares, con la excepción de que el OSFP permite más potencia y el QSFP-DD es compatible con los factores de forma anteriores de QSFP usados para 40 y 100 Gig. El MSA de QSFP-DD ha aprovechado una velocidad de 100 Gbps para actualizar el módulo transceptor QSFP-DD a QSFP-DD800 para 800 Gig, mientras que el grupo MSA de OSFP (conectable con factor de forma reducido óctuple) ha lanzado una versión del transceptor OSFP para 800 Gig. Al mismo tiempo, el MSA de 800G conectable, que incluye CommScope, US Conec, Sumitomo y otros, está desarrollando especificaciones de interfaz óptica independientemente del módulo transceptor. Todos estos MSA están trabajando para desarrollar especificaciones basadas en el uso de módulos transceptores conectables para 800 Gig y más, y su mayor reto es reducir el consumo de energía a un nivel viable.

Diagrama gráfico que compara un módulo transceptor conectable y óptica coempaquetada

La óptica coempaquetada acerca la fibra al conjunto del switch interno, lo que reduce significativamente el consumo de energía.

Como una iniciativa dentro del Optical Internetworking Forum (OIF), la óptica coempaquetada adopta un enfoque diferente para ir más allá de 800 Gig con un consumo de energía reducido. En lugar de incorporar la fuente láser en un módulo transceptor, que requiere que la señal se convierta en eléctrica y se envíe al motor del switch (es decir, circuito integrado específico de la aplicación, o ASIC) a través de un enlace serializador/deserializador (SerDes), la óptica coempaquetada incluye la fuente dentro de la electrónica informática. Esto significa que la fibra se acerca al conjunto del switch interno, que se conecta a través de una interfaz conectable o un latiguillo acoplado de forma permanente. Esto permite que la conversión eléctrica se realice de forma adyacente al conjunto del switch, lo cual reduce significativamente el consumo de energía.

Fluke Networks estará presente

Aunque las normas de fibra y el desarrollo de la óptica están en marcha, los entes normalizadores y los MSA también están investigando el potencial de una velocidad de carril de 200 Gbps por medio de la tecnología de codificación PAM4, que puede suponer un gran desafío desde el punto de vista del ruido y requerir distancias más cortas. Sin embargo, una velocidad de carril de 200 Gbps supondría un gran cambio, ya que básicamente reduce la cantidad de carriles a la mitad. Esto permitiría admitir 200 Gig sobre un único carril, 400 Gig sobre dos carriles, 800 Gig sobre solo 4 carriles y 1,6 terabits sobre 8 carriles.

Si bien no se puede saber quién ganará entre los módulos transceptores conectables y la óptica coempaquetada para más de 800 Gig, o si una velocidad de carril de 200 Gbps prosperará algún día, puede tener la certeza de que la línea Versiv™ de Fluke Networks de certificadores e inspectores de fibra estará a la altura de la tarea. A través de nuestra participación continua en los entes normalizadores del sector, tenemos la vista puesta en su progreso para garantizar que, cuando se publiquen las normas de aplicación, añadiremos los límites en el software más reciente de Versiv e introduciremos cualquier nuevo módulo de comprobación intercambiable que se requiera. Esa es la ventaja del diseño modular de Versiv.

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