Vos câbles et testeurs à fibre optique sont-ils prêts pour l’Ethernet 400G ?

Poussés par les grands fournisseurs de centres de données hyperscale et cloud, les progrès de la signalisation et de la technologie d’émetteur-récepteur ont conduit au développement de vitesses de transmission de nouvelle génération. Il existe désormais plusieurs options disponibles pour les applications Ethernet 400G sur fibre multimode et monomode avec encore plus à l’horizon. Et cela ne s’arrête pas là, de grands acteurs tels que Google, Facebook et Microsoft stimulent l’innovation dans l’objectif de pouvoir prendre en charge les applications 800 gig et 1,6 térabit, et le groupe d’étude IEEE Beyond 400 gig Ethernet est déjà en train de définir des objectifs.

Alors que la plupart des centres de données d’entreprise ne déploient pas encore l’Ethernet 400 Go, les plus grands acteurs du secteur adoptent déjà ces vitesses de nouvelle génération dans les liaisons commutateur à commutateur. Ces débits se retrouvent également dans les réseaux de prestataires de services longue distance. Mais avec le 400 gigabit comme technologie idéale pour les applications de dérivation 4X100 Gb/s et 8X50 Gb/s dans les liaisons commutateur-serveur, il ne faudra pas attendre longtemps pour que nous commencions à en voir l’adoption au niveau de l’entreprise. En effet, d’après une prévision de 2020 de Dell’Oro Group, les expéditions de ports de commutateur 400 gig augmenteront pour les prestataires de services de Tier 2 et 3 cloud en 2022, puis les grands centres de données d’entreprise suivront en 2023 et 2024.

La bonne nouvelle est que la technologie de connectivité et de câblage à fibre optique existante prendra en charge le 400 gigabit Ethernet et au-delà, ce qui signifie que l’équipement de test de la fibre prendra également en charge ces vitesses. Mais il y a quelques points à prendre en compte. Nous allons y jeter un coup d’œil.

Choisir parmi les options de technologie de signalisation 400G

Avec le développement de la technologie de signalisation à modulation d’amplitude d’impulsions à quatre niveaux (PAM4) qui active les 50 et 100 gigabit par seconde (Gb/s) par bande, ainsi qu’un multiplexage des ondes courtes (SWDM) qui permet la transmission sur plusieurs longueurs d’onde sur fibre multimode, il existe désormais plusieurs options viables pour l’optique parallèle (c.-à-d., multifibre) et les applications du WDM pour le 400 gig indiquées ci-dessous.

Il convient de noter que, comme le 100GBASE-SR4, l’application 400GBASE-SR16 utilise la technologie de signalisation précédente du non-retour à zéro (NRZ) à un débit de 25 Gb/s. Avec l’avènement de PAM4 et le besoin de connecteurs MPO 32 fibres coûteux ayant une disponibilité limitée sur le marché et un manque d’assistance sur les émetteurs-récepteurs, la plupart des experts du secteur ne voient pas cette application se concrétiser un jour. Dans le cas de l’application SWDM 400GBASE-SR4.2 qui transmet 50 Gb/s sur deux longueurs d’onde sur chaque fibre, l’optique parallèle et les technologies SWDM s’associent.

Il est également important de noter que, sur la base de la technologie PAM4 100 Gb/s par bande, l’IEEE travaille également au développement de la norme 802.3db qui comprendra 400GBASE-SR4, une application d’optique parallèle multimode à 4 voies et 8 fibres. Cette norme devrait être présentée au milieu de l’année 2022 et, parce qu’elle est prise en charge par la connectivité MPO-8/MPO-12 existante utilisée dans le 40/100GBASE-SR4, et offre donc une migration plus facile vers 400 gig, elle sera probablement plus populaire que l’application 400GBASE-SR8.

Considérations et conseils pour les tests Ethernet 400G

Alors que les grands centres de données cloud qui nécessitent des liaisons plus longues et/ou qui souhaitent valoriser leur connectivité duplex existante déploieront le 400GBASE-FR4 basé sur la technologie WDM pour atteindre jusqu’à 2 km, les 400GBASE-SR4 et 400GBASE-DR4 semblent avoir plus de chances de s’imposer dans l’environnement du centre de données, car des distances supérieures à 500 mètres ne sont généralement pas requises. En outre, la technologie d’émetteur-récepteur WDM plus complexe est plus coûteuse que des émetteurs-récepteurs optiques parallèles plus simples. Heureusement, les applications 400400GBASE-SR4 et DR4 à 8 fibres utilisent les mêmes connecteurs multifibres push-on (MPO) que ceux utilisés dans les applications d’optique parallèle précédentes telles que le 40GBASE-SR et le 100GBASE-SR. Le test des systèmes MPO est bien établi à l’aide d’équipements de test tels que le wattmètre optique MultiFiber™ Pro de Fluke Networks. Avec une interface MPO, MultiFiber Pro mesure la perte par insertion et valide la polarité sur les 8 fibres, éliminant ainsi la nécessité d’utiliser des câbles de sortance. Mais lorsqu’il s’agit de 400 gig, d’autres éléments sont à prendre en compte.

En raison du rapport signal/bruit plus élevé dans la signalisation PAM4, il existe une plus grande préoccupation concernant la réflectance qui peut dégrader davantage les performances. Bien qu’ils soient généralement associés à des applications de fibre optique monomode, les connecteurs multimode APC (contact physique angulaire) deviennent rapidement la norme dans les déploiements multimodes 400 gig pour limiter les réflexions plutôt que l’extrémité des fibres optiques UPC (contact extraphysique) couramment utilisée. L’extrémité des connecteurs APC présente un angle de 8 degrés qui permet que la gaine absorbe la lumière réfléchie. Lorsque vous testez des connecteurs APC, vous voulez vous assurer que votre appareil de test peut les prendre en charge. Avec le multimode, cela peut nécessiter l’utilisation d’un câble de référence de test hybride UPC-APC. Vous devez également vous assurer d’utiliser un embout de sonde APC lors de l’inspection de ces connecteurs, car une sonde UPC peut empêcher la mise au point sur le noyau et l’extrémité. Le FiberInspector Ultra de Fluke Networks offre des conseils d’inspection UPC et APC pour l’inspection des fibres optiques simples et MPO.

La réflectance est également une considération clé dans les applications monomodes 400GBASE-DR4 à courte portée. Étant donné que les émetteurs-récepteurs économiques utilisés dans les applications monomodes à courte portée ne peuvent pas tolérer les réflexions, l’IEEE a spécifié des limites de perte basées sur le nombre et la réflectance des connexions. Vous pouvez en apprendre davantage sur la réflectance en mode simple à courte portée dans notre blog précédent. Notez que même si un instrument de test de la perte optique (OLTS) spécialisé peut mesurer la réflectance, la plupart mesurent la perte de retour qui est un nombre positif. Les OTDR mesurent la réflectance, qui est un nombre négatif et la valeur spécifiée par les normes IEEE. Étant donné que la réflectance en général est beaucoup plus préoccupante dans toute application 400 Gig, ces applications bénéficient particulièrement d’une stratégie de test complète utilisant à la fois un OLTS et un OTDR

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