อนาคตของโมดูลแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรสำหรับเส้นใยแก้วนำแสงแบบมัลติโมดในศูนย์ข้อมูล: แนวโน้มและอุปสรรค

เมื่อศูนย์ข้อมูลพัฒนาไปสู่ความเร็วที่สูงขึ้นและสถาปัตยกรรมที่หนาแน่นยิ่งขึ้น อุปกรณ์ส่งสัญญาณแสงยังคงมีบทบาทหลักต่อการเชื่อมต่อ ซึ่งในจำนวนนั้น, โมดูลแสงแบบหลายโหมดที่ใช้ VCSEL ที่ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการเชื่อมต่อแบบหลายโหมดระยะสั้น (short-reach MMF interconnects) โดยให้สมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างต้นทุน ประสิทธิภาพ และความสามารถในการปรับขนาดสำหรับการเชื่อมต่อภายในศูนย์ข้อมูล.

โมดูลความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรในศูนย์ข้อมูลที่ใช้เส้นใยแก้วนำแสงแบบหลายโหมด

สำหรับระยะทางสั้น (โดยทั่วไปไม่เกิน 100–150 เมตร ขึ้นอยู่กับประเภทของเส้นใย OM3/OM4/OM5) โมดูลแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรยังคงเป็นโซลูชันที่โดดเด่นที่สุด มาตรฐานต่างๆ เช่น 10GBASE-SR, 100G ผ่านสายทองแดงแบบ twinax 4×25G, และ 100GBASE-SR10 ได้พึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานเส้นใยแบบหลายโหมดมาอย่างยาวนาน ปัจจุบัน โมดูลความเร็วสูง SR8 และ SR16 ขยายข้อได้เปรียบนี้ออกไป ทำให้สามารถเพิ่มแบนด์วิดท์ได้ในขณะที่ยังคงควบคุมต้นทุนให้แข่งขันได้เมื่อเทียบกับการใช้งานแบบเส้นใยเดี่ยว (single-mode).

ข้อได้เปรียบหลัก ได้แก่:

• ต้นทุนต่อพอร์ตต่ำกว่า เมื่อเทียบกับตัวส่งสัญญาณแสงแบบเส้นใยเดี่ยว.

• ออกแบบให้เหมาะสมสำหรับการเชื่อมต่อแสงระยะสั้น ภายในแร็กหรือระหว่างแถว.

• การใช้พลังงานต่ำกว่า, จึงทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นสูง.

• ระบบนิเวศที่สุกงอมแล้ว พร้อมความสามารถในการทำงานร่วมกันได้กว้างขวางจากผู้ผลิตหลายราย.

แสงแบบขนาน (Parallel Optics) และโมดูล SR ความเร็วสูง

การนำแสงแบบขนานมาใช้งานได้กระตุ้นความต้องการโมดูล SR8 และ SR16 ซึ่งใช้ช่องสัญญาณ VCSEL ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรหลายช่องพร้อมกัน เพื่อรองรับ อัตราข้อมูล 200G ถึง 400G ในปัจจุบัน และเปิดทางสู่การพัฒนาตัวส่งสัญญาณแสงแบบหลายโหมดที่รองรับ 800G.

ความท้าทายจากการนำเส้นใยเดี่ยวมาใช้งาน

แม้ว่าเส้นใยแบบหลายโหมดจะยังคงแข็งแกร่งในระยะทางสั้น แต่การที่อุปกรณ์แสงแบบเส้นใยเดี่ยวมีราคาที่แข่งขันได้มากขึ้นเรื่อยๆ ก็กำลังท้าทายตำแหน่งผู้นำของเส้นใยแบบหลายโหมด ด้วย เทคโนโลยี PAM4 โมดูลแบบเส้นใยเดี่ยวที่รองรับ 400G และ 800G ที่กำลังกลายเป็นมาตรฐานทั่วไป ผู้ให้บริการจึงต้องตัดสินใจว่าจะดำเนินการต่อด้วยเส้นใยแบบหลายโหมดและ โมดูล VCSEL ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร หรือจะเปลี่ยนไปใช้โซลูชันแบบเส้นใยเดี่ยว ที่รองรับระยะทางไกลกว่า.

แนวโน้มในอนาคต

ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า, โมดูลแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร จะยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งานที่เน้นต้นทุนต่ำและมีความหนาแน่นสูง อนาคตของโมดูลเหล่านี้ขึ้นอยู่กับ:

• การรวมเข้ากับมาตรฐาน SR รุ่นใหม่ล่าสุด (SR4.2, SR8, SR16).

• การนำไปใช้ในเทคโนโลยีแสงแบบขนาน สำหรับความเร็ว 400G และสูงกว่านั้น.

• การใช้งานแบบผสมผสาน (Hybrid deployments), ซึ่งเส้นใยแบบหลายโหมดจะทำหน้าที่จัดการการเชื่อมต่อระยะสั้น ในขณะที่เส้นใยแบบเดี่ยวจะรองรับการเชื่อมต่อระยะไกล.

เมื่อผู้ให้บริการระดับไฮเปอร์สเกล (hyperscale operators) ปรับแต่ง การเชื่อมต่อแสงภายในศูนย์ข้อมูล, มอบสมดุลที่ลงตัวระหว่างประสิทธิภาพและคุ้มค่า ปฏิบัติตามมาตรฐาน MSA อย่างสมบูรณ์ และผ่านการทดสอบความเข้ากันได้มาอย่างเข้มงวด สมดุลระหว่างการใช้งานเส้นใยแบบหลายโหมดกับเส้นใยแบบเดี่ยวในศูนย์ข้อมูล จะยังคงเปลี่ยนแปลงต่อไป อย่างไรก็ตาม สำหรับการเชื่อมต่อระยะสั้นที่มีปริมาณสูง, โมดูลแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร ยังคงเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้ดีที่สุด.