Dans le contexte du Big Data, la demande ne cesse de croitre pour exiger une bande passante plus élevée, d’où des besoins sans cesse croissants en haut débit. Les grands Datacenters ont déjà déployé ces débits de prochaine génération et sont maintenant en passe d’atteindre 800 Gbit, et les centres de données Cloud et en colocation se préparent à faire de même. Certaines entreprises commencent à envisager le 200 et 400 Gbit.

Comment atteindre ces débits ? Quid de l’avenir du multimode ? Comment réaliser les tests ?

De multiples façons d’aborder le problème

Étant donné que l’utilisation de plusieurs fibres optiques parallèles et connecteurs MPO qui délivrent 25 Gb/s par voie est déjà bien établie pour des liaisons de centre de données à courte portée sur fibre optique multimode, l’IEEE pourrait facilement prendre en charge 400 Gbit sur fibre optique multimode utilisant des MPO à 32 fibres (16 fibres de transmission à 25 Gb/s et 16 de réception à 25 Gb/s).

Alors que le 400GBASE-SR16 permet 400 Gbit sur 70 mètres de fibre optique multimode OM3 et plus de 100 mètres de fibre multimode OM4, quand on parle de coût et de densité, il est devenu évident que 32 fibres n’est pas une solution très attrayante sur le marché, surtout pour les liaisons plus longues. En tant que tel, l’IEEE devait définir des méthodes plus rentables, ce qui exigeait d’augmenter le débit de données par voie jusqu’à 50 Gb/s en changeant le schéma d’encodage, passant d’un simple signal NRZ à 2 niveaux (Non-Return to Zero) à une modulation d’impulsions en amplitude à 4 niveaux (PAM4). Alors que la modulation PAM4 nécessite des équipements actifs plus sophistiqués, elle permet de doubler la capacité par voie.

D’autres progrès technologiques ont également fait place à un débit de données par voie de 100 Gb/s, ainsi que la technologie améliorée de multiplexage par répartition en ondes courtes (WDM) qui fait fonctionner plusieurs signaux sur une seule fibre en utilisant différentes longueurs d’onde. Avec toutes ces avancées technologiques, la norme IEEE 802.3bs met en œuvre une combinaison des technologies NRZ, PAM4 et WDM pour prendre en charge les variations suivantes de 200 et 400 Gbit, de 70 mètres à 10 kilomètres.

Le multimode peut-il encore être une solution ?

Lorsqu’il s’agit de liaisons de centre de données à courte portée, l’option 400GBASE-SR16 a des propriétés optiques identiques au 100GBASE-SR4 existant (et des exigences identiques en matière de perte d’insertion), ce qui offre une rétrocompatibilité et la possibilité de configurer un port 400 Gbit comme quatre ports 100 Gbit. Malheureusement, la plupart des experts de l’industrie ne constatent qu’une adoption très limitée du connecteur MPO à 32 fibres et des densités de câblage requises.

Sans anticiper trop vite la fin de la fibre optique multimode, la norme IEEE 802.cm couvrant 400 Gb/s en multimode est actuellement en développement et comprend 400GBASE-SR8 qui utilise un total de 16 fibres avec 8 fibres de transmission et 8 fibres de réception à 50 Gb/s pour délivrer 400 Gbit sur un maximum de 100 mètres de fibre multimode. Elle comprendra également une option SWDM qui viendrait tirer parti de deux longueurs d’onde par fibre optique multimode à large bande (soit la fibre optique OM5) pour ramener le nombre de fibres à un total de 8 (4 en émission et 4 en réception à 50 Gb/s sur deux longueurs d’onde).

Alors que ces nouveaux développements permettront à certains de tirer parti de leurs installations fibre optique multimode existantes et d’adopter l’OM5 multimode à large bande pour d’autres, les options monomode à courte portée de 200GBASE-DR4 et 400GBASE-DR4 qui délivrent 200 et 400 Gbit sur un maximum de 500 mètres de fibre optique monomode viendra fortement concurrencer le multimode. Dans les grands centres de données, en particulier les environnements Cloud et en colocation, les 100 mètres pris en charge par le multimode ne peuvent tout simplement pas offrir une portée suffisante. Ce qui était autrefois considéré comme un grand centre de données avec 23 000 mètres carrés de superficie se rapproche maintenant des 185 000 mètres carrés ou plus, et la plupart de ces environnements trouveront le bon compromis en termes de coût et de distance avec des applications monomode à courte portée.

Tests : rien de change

Concernant la certification des liaisons fibre optique, la certification de niveau 1 mesure l’affaiblissement d’insertion de l’ensemble de la liaison. Les applications de fibre optique ont chacune leurs exigences propres en matière de perte d’insertion maximale pour venir garantir que la perte n’est pas trop élevée et n’empêche pas le signal d’atteindre correctement l’extrémité distante.

Comme nous passons du 40 et 100 Gbit au 200 et 400 Gbit, la perte d’insertion est importante. Donc en termes de tests, il y a peu de changements : vous choisirez toujours votre type de fibre optique et votre limite de test de perte à l’insertion (ou définirez une limite personnalisée), et effectuerez vos tests sans difficulté.

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Robert Luijten est Expert Test & Mesures chez Fluke Networks