Коммерческий директор завода «Оптиковолоконные системы» Алексей Макаркин, как сообщает ComNews, рассказал о существенном сокращении объёма производства российского оптоволокна. Из-за сложившейся геополитической обстановки и санкций падение составило 30–60 %.

Компания «Оптиковолоконные системы» была основана в 2008 году. Завод по изготовлению оптоволокна заработал в 2015 году, а первая продукция попала на рынок в 2016-м. Предприятие производит телекоммуникационные оптические волокна стандартов G652, G657А1, G657А2, G654, в том числе с уменьшенным диаметром 200 микрон и 2-процентным растяжением.

По словам господина Макаркина, из-за санкций нарушилась работа цепочек поставок сырья, которое ранее закупалось у Японии и Нидерландов. Имеющихся складских запасов волокна хватило на выполнение заказов для российских компаний до мая. В настоящее время преформы производство закупает у Китая и Индии.

«Мы начали искать альтернативу — это страны Азии. Но и там не всё так просто: все боятся вторичных санкций, плюс перегрузка логистических сетей. Цены на доставку самолётами возросли. В итоге себестоимость оптоволокна, конечно, выросла», — сообщил Алексей Макаркин.

В 2021 году завод показал рекордный объём производства оптоволокна — 2,5 млн км, что на 44 % больше результата за предыдущий год. Загрузка предприятия в IV квартале 2021-го достигла 90 %. Однако сейчас завод загружен на 30–60 % мощности, хотя в 2023 году планируется выход на досанкционный уровень. В целом, предприятие способно изготавливать до 4 млн км оптоволокна в год, что позволяет обеспечить более 50 % потребности российских кабельных заводов и 100 % — для целей государственных закупок.

Японская корпорация NTT сообщила о разработке технологии, позволяющей передавать данные со скоростью 1,2 Тбит/с на одной длине волны, передаёт The Register. Для сравнения, в настоящее время коммерческие решения обеспечивают скорость 100 Гбит/с. Более того, NTT утверждает, что новая технология почти на порядок энергоэффективнее нынешних решений, а также позволяет обеспечить передачу данных со скоростью 800 Гбит/с на вдвое большее расстояние, чем это возможно сейчас.

Компания не предоставила достаточно подробностей о своей разработке, отметив, что она основана на использовании «схемы цифрового когерентного детектирования, в которой поляризация, амплитуда и фаза фиксируются в виде цифровых данных». «Искажение сигнала, возникающее в оптоволоконном канале передачи и оптоэлектронных устройствах, компенсируется и выравнивается благодаря усовершенствованной обработки сигнала», — сообщила NTT.

Изображение: NTT

Для работы требуются новые трансиверы с цифровой обработкой сигнала и оптическое устройство класса 140 Гбод. По словам NTT, их решение передовую схему модуляции с производительностью передачи, приближающейся к теоретическому пределу, а также новую схему упреждающей коррекции ошибок, способную работать на больших объёмах данных с низким энергопотреблением. Впрочем, пока NTT сроки выхода новой технологии на рынок не называет.

Исследователи из Cru Group сообщили о росте цен на оптоволоконные кабели на территории большей части Европы, Китая и Индии — кроме США, где рост достиг всего 2 %. Как сообщает Financial Times, в целом цены на волокно давно оторвались от рекордно низких показателей марта 2021 года, местами рост цен составил до 70 % на фоне дефицита. Известно, что для крупных заказчиков время поставок некоторых оптоволоконных продуктов выросло до 20 недель, а покупателям меньшего масштаба приходится намного хуже — многим приходится ждать выполнения заказов до года.

Источник: Financial Times

По данным экспертов Cru, с учётом стоимости внедрения новых сетей под вопросом оказалось достижение целей развития сетевой инфраструктуры, поставленных многими странами, а также гиперскейлерами. Согласно имеющейся статистике, c марта прошлого года цена за 1 км выросла с $3,70 до $6,30. Даже минимальный рост в цен США является тревожным звонком, поскольку цены на оптоволокно регулярно падали здесь с 2012 года. В числе главных причин подорожания являются и рост спроса с разгаром пандемии, и ограниченные поставки ключевых компонентов для производства.

Так, нарушения работы заводов в России и США вызвали нехватку гелия, цены на который за последние два года поднялись на 135 %. Кроме того, до 50 % подорожал и ещё один ключевой компонент — тетрахлорид кремния. Глава Corning, являющейся крупнейшим производителем оптоволокна, признал, что за всю карьеру не видел такой инфляции. При этом он прогнозирует, что напряжённость на рынке сохранится ещё некоторое время, но индустрия вполне способна преодолеть кризис.

Производительность любого современного суперкомпьютера или кластера во многом зависит от интерконнекта, объединяющего вычислительные узлы в единое целое, и практически обязательным компонентом такой сети является коммутатор. Однако последнее не аксиома: компания Rockport Networks представила своё видение HPC-систем, не требующее использования традиционных коммутирующих устройств.

Проблема межсоединений существовала в мире суперкомпьютеров всегда, даже в те времена, когда сам процессор был набором более простых микросхем, порой расположенных на разных платах. В любом случае узлы требовалось соединять между собой, и эта подсистема иногда бывала неоправданно сложной и проблемной. Переход на стандартные сети Ethernet, Infiniband и их аналоги многое упростил — появилась возможность собирать суперкомпьютеры по принципу конструктора из стандартных элементов.

Пассивный оптический коммутатор SHFL

Тем не менее, проблема масштабирования (в том числе и на физическом уровне кабельной инфраструктуры), повышения скорости и снижения задержек никуда не делась. У DARPA даже есть особый проект FastNIC, нацеленный на 100-кратное ускорение сетевых интерфейсов, чтобы в конечном итоге сгладить разницу в скорости обмена данными внутри узлов и между ними.

Сам по себе высокоскоростной коммутатор для HPC-систем — устройство непростое, требующее использования недешёвого и сложного кремния, и вкупе с остальными компонентами интерконнекта может составлять заметную долю от стоимости всего кластера в целом. При этом коммутаторы могут вносить задержки, по определению являясь местами избыточной концентрации данных, а также требуют дополнительных мощностей подсистем питания и охлаждения.

Подход, продвигаемый компанией Rockport Networks, свободен от этих недостатков и изначально нацелен на минимизацию точек избыточности и возможных коллизий. А достигнуто это благодаря архитектуре, в которой концепция традиционного сетевого коммутатора отсутствует изначально. Вместо этого имеется специальный модуль SHFL, в котором топология сети задаётся оптически, а все логические задачи берут на себя специализированные сетевые адаптеры, работающие под управлением фирменной ОС rNOS и имеющие на борту сконфигурированную нужным образом ПЛИС.

Модуль SHFL даже не требует отдельного электропитания, а вот адаптеры Rockport NC1225 его хотя и требуют, но умещаются в конструктив низкопрофильного адаптера с разъёмом PCIe x16 и потребляют всего 36 Вт. Правда, в настоящий момент речь идёт только о PCIe 3.0, поэтому полнодуплексного подключения на скорости 200 Гбит/с пока нет. Тем не менее, Техасский центр передовых вычислений (TACC) посчитал, что этого уже достаточно и стал одним из первых заказчиков — 396 узлов суперкомпьютера Frontera используют решение Rockport.

Использование не совсем традиционной оптической сети, впрочем, накладывает свои особенности: вместо популярных *SFP-корзин используются разъёмы MTP/MPO-24, а каждый кабель даёт для подключения 12 отдельных волокон, что при скорости 25 Гбит/с на волокно позволит достичь совокупной пропускной способности 300 Гбит/с. ОС и приложениям адаптер «представляется» как чип Mellanox ConnectX-5, который и входит в его состав, а потому не требует каких-то особых драйверов или модулей ядра.

Rockport фактически занимается транспортировкой Ethernet и реализует уровень OSI 1/1.5, однако традиционной коммутации как таковой нет — адаптеры самостоятельно определяют конфигурацию сети и оптимальные маршруты передачи сигнала по отдельным волокнам с возможностью восстановления связности на лету при каких-либо проблемах. Весь трафик разбивается на маленькие кусочки (FLIT'ы) и отправляется по виртуальным каналам (VC) с чередованием, что позволяет легко управлять приоритизацией (в том числе на L2/L3) и снизить задержки.

SHFL имеет 24 разъёма для адаптеров и ещё 9 для объединения с другими SHFL и Ethernet-шлюзами для подключения к основной сети ЦОД (в ней сеть Rockport видна как обычная L2). Таким образом, в составе кластера каждый узел может быть подключён как минимум к 12 другим узлам на скорости 25 Гбит/с. Однако топологию можно менять по своему усмотрению. Компания-разработчик заявляет о преимуществе своего интерконнекта на классических HPC-задачах, могущем достигать почти 30% при сравнении c InfiniBand класса 100G и даже 200G. Кроме того, для Rockport требуется на 72% меньше кабелей.

В Мурманске введён в эксплуатацию завод кабельной продукции АО «Управление перспективных технологий». Главным направлением деятельности предприятия станет производство оптоволоконного кабеля для прокладки трансарктической магистральной подводной линии связи Мурманск — Владивосток. Как сообщает Министерство информационной политики Мурманской области, речь идёт о реализации масштабного проекта «Полярный экспресс».

Общая протяжённость линии с полутораметровым заглублением на дно составит 12 650 км. Предусмотрено применение шести пар оптических волокон пропускной способностью до 104 Тбит/с. В состав системы войдут 150 оптических усилителей. Новая линия станет альтернативой спутниковой связи в северных широтах, обеспечит надёжную и доступную связь и быстрый интернет в российской Арктике.

Здесь и ниже фотографии Министерства информационной политики Мурманской области

Проект будет способствовать созданию цифровой инфраструктуры для добычи и транспортировки углеводородов в Арктике. Стартовой точкой проекта станет Териберка (село в Кольском районе Мурманской области), конечной — Владивосток. Линия пройдёт через Амдерму, Диксон, Тикси, Певек, Анадырь, Петропавловск-Камчатский и Южно-Сахалинск. Завершить прокладку трансарктической линии связи планируется в 2026 году.

«В настоящий момент мы планируем установить первую очередь кабеля — это порядка 150 км в месяц. Соответственно, в год около 2000 км. Далее мы хотим дойти до 3000 км кабеля в год», — сказал Алексей Стрельченко, генеральный директор АО «Управление перспективных технологий».

Национальный институт информационных и коммуникационных технологий (NICT) в Японии объявил о достижении нового рекорда пропускной способности оптоволоконной линии связи. Речь идёт о передаче информации на расстояние в несколько тысяч километров. На этот раз исследователи экспериментировали с одномодовым четырёхъядерным волокном диаметром 125 мк. Были задействованы модуляция 16-QAM и 552 WDM-канала (от 1487,8 до 1608,33 нм).

В результате, пропускная способность канала достигла рекордных 319 Тбит/с при расстоянии 3001 км. То есть, достигнут показатель 957 Пбит/с × км, что в 2,7 раз, чем у предыдущего рекорда с использованием SDM-волокон. Это достижение открывает путь к дальнейшему наращиванию скоростей в оптоволоконных сетях. Нагрузка на мировые линии связи постоянно растёт, поэтому подобные исследования крайне важны с точки зрения возможности передачи больших объёмов трафика.

Правда, надо учитывать, что для эксперимента использовалась специальная установка, которая включала особые волокна и усилители, легированные сразу двумя редкоземельными элементами и задействовавшие эффект рамановского усиления. Установка предлагает широкополосную передачу (> 120 нм) сразу в трёх диапазонах: S, C и L. Причём S-диапазон, по словам учёных, вообще впервые успешно использовался для передачи данных на столь длинной линии связи.

NICT регулярно ставит всё новые и новые рекорды. Весной прошлго года учёным удалось достичь скорости 172 Тбит/с на расстоянии 2040 км. А зимой они «выжали» из линии связи фантастические 10,66 Пбит/с. Хотя длина линии составила всего 13 км. Промежуточным можно считать ещё один рекорд института: 1 Пбит/с на расстоянии 23 км.

Согласно исследованию аналитической компании Research and Markets «Worldwide Dark Fiber Networks Industry to 2028», к 2028 году объём рынка тёмного волокна достигнет $13,51 млрд и будет расти с двузначным среднегодовым темпом прироста в течение прогнозируемого периода с 2020 по 2028 год. Рынок тёмного волокна, зависящий в основном от Северной Америки, в значительной степени стимулируется увеличением использования существующего тёмного оптоволокна.

Этот рынок демонстрирует высокие темпы роста с 2014 года благодаря продолжающемуся увеличению интернет-трафика во всем мире и популяризации концепции использования тёмного волокна. В связи с быстрым увеличением количества пользователей интернета, а также трафика по всему миру, всё больше интернет-провайдеров сейчас ищут эффективные способы удовлетворить постоянно растущий спрос на высокую пропускную способность сети.

В условиях большой потребности в высокой пропускной способности сети дополнительные волокна и кабели, называемые тёмным волокном (dark fiber) и разворачиваемые в качестве резерва для будущего использования, стали одной из наиболее многообещающих альтернатив для обеспечения необходимой дополнительной пропускной способности.

Различные крупные компании, включая Facebook*, Google и Microsoft, уже вложили значительные средства в создание собственной сетевой инфраструктуры. Это было ими сделано с учётом огромных объёмов данных, передаваемых между их центрами обработки данных. В настоящее время Facebook* передаёт значительный объем своих данных, используя существующую тёмную оптоволоконную сеть. С 2016 года Google Fiber активно использует тёмное волокно для предоставления интернет-услуг. Аналитики прогнозируют значительный рост подобных сетей в ближайшем будущем.

Лидирующие позиции на рынке занимают многомодовые сети тёмного волокна, на долю которых приходится более 2/3 мировой рыночной стоимости. В настоящее время большинство сдаваемых в аренду тёмных волокон относятся к подземным волоконно-оптическим сетям. Это городские сети с более высокой плотностью многомодовых волокон. В связи с растущим распространением оптоволоконных сетей во всем мире, по оценкам аналитиков, в ближайшие годы будет построено больше сетей тёмного волокна. Это обеспечит значительный рост сегмента многомодовых сетей тёмного волокна в течение прогнозируемого периода.

В настоящее время Северная Америка занимает лидирующие позиции на мировом рынке тёмного волокна с долей в более 40 %. Рынок в регионе в первую очередь поддерживается США, одними из первых принявших эту концепцию. В связи с растущим интересом технологических гигантов к созданию собственных сетей, спрос на тёмное волокно в регионе, по оценкам аналитиков, останется высоким. Помимо инвестиций в создание сетей, крупные компании также могут брать в аренду тёмные оптоволоконные сети. Помимо коммерческих организаций и интернет-провайдеров, к числу крупнейших пользователе тёмного волокна в Северной Америке относятся образовательные институты.

Согласно прогнозу Research and Markets, в ближайшие годы Азиатско-Тихоокеанский регион станет самым быстрорастущим рынком сетей тёмного волокна. Япония, Китай, Южная Корея и Австралия входят в число стран с высоким уровнем проникновения волоконно-оптических сетей. Следовательно, эти страны обладают огромным потенциалом для предложения тёмного волокна для интернет-услуг.

По данным Министерства промышленности и информационных технологий Китая (MIIT), в 2015 году в стране было проложено более 2,6 млн км оптического волокна. Можно предположить, что к концу 2017 года более 80 % пользователей широкополосного доступа в Китае полагались на оптоволоконные сети. В 2017 году Reliance Jio Infocomm, одна из самых быстрорастущих сетей 4G в Индии, объявила об аренде тёмного волокна у Bharat Broadband Network Ltd. Ожидается, что эта тенденция сохранится в стране в течение прогнозируемого периода с увеличением числа пользователей Интернета.

Общий рынок сетей тёмного волокна довольно фрагментирован по своей природе из-за присутствия множества поставщиков сетевых услуг по всему миру. Как ожидается, ключевой стратегией на нём останутся слияния и поглощения. В число таких сделок входят приобретение Level 3 Communications компанией CenturyLink, приобретение FiberTower Corporation компанией AT&T. и приобретение оператором Verizon Communications тёмной оптоволоконной сети компании XO Communications.

* Внесена в перечень общественных объединений и религиозных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25.07.2002 № 114-ФЗ «О противодействии экстремистской деятельности».

Группа ученых из Института исследований сетевых систем Национального института информационных и коммуникационных технологий (NICT) в Японии под руководством Георга Радемахера (NOKIA Bell Labs), Николя Фонтена и Пьера Силларда (Prysimian Group), впервые в мире смогли передать данные по многомодовому оптическому волокну со скоростью более 1 Пбит/с. Для передачи данных на расстояние 23 км было использовано 15-модовое волокно с широкой полосой пропускания со специальными мультиплексорами для спектрального уплотнения сигнала.

За последнее десятилетие во всем мире проводились интенсивные исследования по увеличению скорости передачи данных по оптоволокну, чтобы удовлетворить экспоненциально растущие требования к каналам связи между крупными дата-центрами. По сравнению с многожильными оптическими кабелями, одножильные многомодовые кабели могут поддерживать более высокую плотность сигнала и их легче производить, однако для мультиплексированной передачи с пространственным разделением и большой пропускной способностью требует использования сложных вычислительных устройств для обработки сигнала.

В NICT был проведен эксперимент по передаче данных, в котором использовалось 125-мк оптоволокно производства Prysmian и многомодовые мультиплексоры, разработанные Bell Labs. Широкополосный приемопередатчик был разработан в NICT для работы с несколькими сотнями каналами WDM, обеспечивая при этом высокое качество сигнала. Принцип работы новых мультиплексоров основан на многоплоскостном процессе преобразования света, при котором 15 входных сигналов многократно отражаются от фазовой пластины, чтобы соответствовать режимам передачи для соответствующего оптоволокна.

Оптоволокно с технологией градиентного преломления имело длину 23 км, для его создания были использованы существующие технологии для многомодовых волокон, с оптимизацией для широкополосной работы. При проведении эксперимента была зафиксирована скорость передачи данных более 1 Пбит/с, что в 2,5 раза больше, чем предыдущие рекорды скорости. Обычно при увеличении количества режимов в многомодовой оптоволоконной системе значительно возрастает модальная задержка из-за высокой нагрузки при обработке сигнала, но в случае с оптоволокном Prysmian удалось свести ее к минимуму, что позволило продемонстрировать передачу 382 каналов с модуляцией 64-QAM.

В будущем исследователи хотели бы увеличить дальность передачи данных, модернизировав приемопередатчики и оптоволокно. Команда ученых из NICT надеется, что экспериментальная технология по передаче данных со скоростью более 1 Пбит/с будет развиваться дальше и дойдет до серийного производства в ближайшие годы. Ранее в NICT поставили другой рекорд, достигнув скорости 10,66 Пбит/с при передаче данных на расстояние 13 км. Однако в этом случае использовалось нестандартное волокно с увеличенным диаметром сердцевины и 38 многомодовывми «ядрами».

Поставщик продуктов для когерентных оптических соединений Acacia Communications и один из лидеров в области высокоскоростной передачи данных Inphi сообщили об успешном тестировании волоконно-оптической линии связи стандарта 400ZR протяжённостью 120 км.

«Тестирование продемонстрировало связь без сбоев в режиме 400ZR между модулями Inphi COLORZ II QSFP-DD и Acacia 400ZR QSFP-DD в коммутаторах Arista на 120-километровом усиленном канале с разнесением каналов 75 ГГц», — отмечено в совместном пресс-релизе компаний. Данное тестирование примечательно тем, что два оптических модуля (Inphi COLORZ II QSFP-DD и Acacia 400ZR QSFP-DD) оснащены разными когерентными сигнальными процессорами.

Модули 400ZR: QSFP-DD (слева) и OSFP

Оптические трансиверы 400ZR основаны на Соглашении о реализации OIF 400ZR (OIF 400ZR Implementation Agreement), которое содержит спецификации, разработанные для обеспечения возможности взаимодействия когерентных оптических модулей 400G с усилением на расстояние до 120 км, в первую очередь для межсоединений центров обработки данных (DCI). Производители начали анонсировать модули 400ZR в конце 2019 и начале этого года. Например, в декабре прошлого года Inphi представила модульный оптический когерентный трансивер COLORZ II QSFP-DD.

«Отрасль ожидала появления совместимых решений 400ZR для удовлетворения растущего спроса на полосу пропускания DCI, особенно для сетевых операторов, которые развивают свои архитектуры центров обработки данных до 400G Ethernet с оптическими соединениями между коммутаторами, — сказал Том Уильямс (Tom Williams), вице-президент по маркетингу Acacia. — Эти решения предоставляют операторам центров обработки данных большую гибкость в выборе компонентов и поставщиков, которые они используют для построения своих сетей».

Swisscom удалось достичь скорости передачи информации в 50 Гбит/с в реальных испытаниях на действующем сегменте пассивной оптической сети (PON). Для того, чтобы достичь таких высоких скоростей, Swisscom пришлось модернизировать существующее оборудование OLT (Optical Line Termination) с помощью экспериментальной карты передачи данных, которая может работать на скорости 50 Гбит/с.

По данным Swisscom, подобная технология для PON может быть готовы к выходу на рынок через два года. Первоначально планируется использовать ее для крупных корпоративных клиентов, которые смогут регулировать необходимую им полосу пропускания на гибкой основе и в соответствии со своими требованиями.

Для современного массового сегмента скоростей 10 Гбит/с будет достаточно еще на несколько лет, однако с ростом объемов потребляемой информации, переход на 50 Гбит/с неизбежен, и что особенно важно, для этого можно использовать существующие оптоволоконные линии. Использование существующих линий позволит не только увеличивать количество абонентов без значительных дополнительных затрат, но и упростит развертывание вышек связи 5G, которые активно строятся.

В апреле 2020 года центр маркетинговых исследований Omdia прогнозировал, что в период с 2018 по 2025 годы совокупный годовой темп роста (CAGR) рынка PON составит 4,3% и к 2025 году составит 8,4 миллиарда долларов. Данный сегмент рынка растет даже во время эпидемии COVID-19, ведь многие сотрудники перешли на удаленную работу и объемы передаваемой информации только выросли.

По прогнозам Omdia к 2021 году большинство поставок терминалов для оптических линий (GPON OLT) будут стандарта 10G и только спустя несколько лет будут востребованы 25/50G. Инвестиции в данный сегмент только начинают набирать обороты, однако в Западной Европе среднегодовой темп роста оценивается в 16,5%, а к 2025 году ожидается его общий объем в 1,6 миллиарда долларов.