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.

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.

В июне Infinera совместно с Windstream установили соединение со скоростью 800 Гбит/с по действующему оптоволоконному каналу. Линия соединила Сан-Диего и Феникс, а общая протяженность оптоволоконной сети составила более 780 км. Широкое внедрение технологии 800G может значительно снизить стоимость эксплуатации магистральных сетей.

На данный момент самым распространенным стандартом является 100G, тестирование проведенное Infinera и Windstream не является первой демонстрацией 800G, однако это тестирование было проведено на реальной живой сети, где условия далеки от идеальных, которые создают для лабораторных тестов. Участок оптоволоконной сети Сан-Диего — Феникс является типичным для США, поэтому именно его и выбрали для проверки технологии 800G, ведь реальных клиентов мало интересуют демонстрации на выставках и тестовых стендах, им гораздо интереснее, как это все работает на практике.

В реальных магистральных сетях используются усилители и повторители, которые могут влиять на прохождение сигнала, поэтому была важна демонстрация скорости 800G именно на «живой» сети, которая уже используется для передачи данных.

Infinera использует технологию разделения оптического сигнала на 8 потоков (один луч делится на несколько, что позволяет эффективно бороться с затуханием на больших расстояниях). Эта технология, впервые разработанная Nokia, позволяет «подгонять» отдельные оптические сигналы для достижения лучшей производительности.

Тест прошел успешно, что же дальше? Теперь компаниям Infinera и Windstream Beam необходимо выпустить готовый продукт, а это не так просто, как может показаться на первый взгляд, ведь для этого потребуется перенастройка производственных линий и системы контроля продукции. Однако Infinera с оптимизмом смотрит в будущее и планирует выпустить оборудование для 800G уже к концу 2020 года.

Ограничения властей, введенные в большинстве стран мира из-за пандемии коронавируса, негативно отразились на работе ИТ-рынка. В частности, в сети поставщиков модулей оптических трансиверов было отмечено сокращение объёмов поставок, вызванное приостановкой производства, сбоями и задержками.

По данным источников в цепочке поставок оптических компонентов на Тайване, рост поставок начнётся в третьем квартале 2020 года, а в четвертом квартале ожидается их полное восстановление. 

Как полагают источники, следует ждать значительного роста поставок этой продукции в 2020 году и в последующий период, поскольку пандемия подстегнула спрос на более высокую пропускную способность сетей со стороны как предприятий, так и потребителей. Кроме того, спрос на высокоскоростную передачу данных в растущей инфраструктуре 5G и дальнейшее развертывание центров обработки данных будут залогом долгосрочного роста этого сектора индустрии, сообщили источники.

По оценкам Тайваньской ассоциации развития промышленности и технологий в области фотоники (PIDA), в ближайшие пять лет мировой рынок оптических приёмопередающих модулей будет увеличиваться в среднем на 10 % в год. В 2025 году объём рынка вырастет до $9,2 млрд с $5,7 млрд в 2020 году.

PIDA отметила, что в этом периоде наибольший рост будет наблюдаться в сегменте многомодовых оптических трансиверов с поддержкой скорости передачи данных от 41 до 100 Гбит/с. Между тем, по словам тайваньского производителя оптических модулей PCL Technologies, спрос на высокоскоростную передачу данных из сегмента центра обработки данных будет стимулировать бум для трансиверов 100G, 200G и 400G.

PCL отметил, что в настоящее время крупные ЦОД в основном расположены в США и Европе. Вместе с тем в последние три года крупнейшие китайские провайдеры сетевых услуг Baidu, Alibaba и Tencent строят ЦОД по всему Азиатско-Тихоокеанском региону, способствуя росту местного рынка оптических трансиверов.

Как ожидает PCL, поставки выпускаемых им одноканальных модулей оптических трансиверов 100G и модулей оптических трансиверов 32G значительно вырастут во втором квартале, что обусловлено растущей ёмкостью ЦОД и спросом на корпоративные облачные хранилища в Северной Америке.

Добавим, что согласно прогнозу ресурса MarketsandMarkets, в течение данного периода рост рынка будет в основном стимулироваться спросом на оптические трансиверы в форм-факторе QSFP, QSFP +, QSFP14 и QSFP28. Аналитики ресурса считают, что развёртывание новых ЦОД гиперскейлерами будет стимулировать рост производства оптических трансиверов с высокой скоростью передачи данных, таких как 100G, 200G и 400G.

Согласно новому исследованию Grand View Research, Inc., объём глобального рынка тёмного оптоволокна к 2027 году достигнет $11,22 млрд. Ожидается, что этот рынок в течение прогнозируемого периода будет расти на 12 % ежегодно. 

Тёмным называют ещё незадействованное, резервное волоконо в имеющихся кабелях оптических линий связи. На рынке тёмного волокна работают различные организации, которые сосредоточены на коммуникациях и управлении сетями.

Постоянно растущее проникновение интернет-услуг стало источником высокого спроса на широкополосный Интернет. Ожидается, что этот спрос сохранится в течение прогнозируемого периода. Это наиболее значимый фактор, стимулирующий рост рынка, который активно поддерживается компаниями, зависящими в большой степени от интернет-соединения.

Такие сети востребованы организациями, чья работа связана с передачей больших объёмов данных. Их использование обеспечивает снижение задержек в сети, масштабируемость, надёжность и повышенную безопасность. Но тёмное волокно используются не только в бизнесе. Например, с помощью кабелей, которые проложены под землей и на дне океанов можно производить мониторинг сейсмоактивности и вечной мерзлоты.

К числу недостатков такого волокна относится высокая первоначальная стоимость и потери времени при настройке инфраструктуры, а также высокие затраты на ремонт и обслуживание. Большие объёмы тёмного волокна в настоящее время доступны только в крупных городах.

В ближайшем будущем ожидается дальнейшее развёртывание телекоммуникаций благодаря внедрению 5G-технологий. Это позитивно скажется на медицинском, военном и аэрокосмическом секторах. Сети из тёмного оптоволокна обычно используются в многоточечных или двухточечных конфигурациях. Внедрение плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM) — важный фактор для улучшения и развития подобных сетей. Существенными преимуществами DWDM является высокая пропускная способность, которая нужна 5G.

В 2019 году основой рынка являлись системы большой протяжённости с долей 69,7 %. Сегмент продолжает набирать обороты благодаря своей способности осуществлять соединения на большие расстояния при низкой интенсивности сигнала, что важно и для наземных сетей, и для подводных кабелей, прокладываемых в океане на большие расстояния.

Исходя из показателя выручки телекоммуникационный сегмент доминировал на рынке с долей 43,3 % в 2019 году и, как ожидается, сохранит свое доминирование по размеру рынка к 2027 году, в том числе, благодаря растущему внедрению технологии 5G в сервисы связи и передачи данных. Кроме того, растущие облачные приложения, аудио-видео сервисы и сервисы видео по запросу (VoD) стимулируют спрос.

В 2019 году Северная Америка лидировала на рынке исходя из дохода с долей около 30 %. В свою очередь, Азиатско-Тихоокеанский регион был лидером по скорости роста доходов благодаря технологическим достижениям и крупномасштабному внедрению технологий в сфере информационных технологий, телекоммуникаций и административного сектора.

Высокий уровень проникновения технологий в производственный сектор и расширение сферы информационных технологий и телекоммуникаций в Азиатско-Тихоокеанском регионе позволил региону укрепить свои позиции на рынке. Кроме того, всё более широкое применение оптоволоконных сетей в медицинском секторе будет способствовать росту индустрии в таких странах, как Китай, Япония и Индия, тем самым стимулируя спрос на услуги.

Сотрудники южнокорейского института ETRI объявили об успешном создании первого в мире оптического «движка» с пропускной способностью 400 Гбит/с. Он способен обеспечивать бесперебойную передачу видео в высоком качестве одновременно 100 тысячам зрителей. Новинка будет востребована в крупных ЦОД.

Источник: Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)

Нынешние решения с пропускной способностью 100 Гбит/с работают с четырьмя каналам со скоростью 25 Гбит/с. Новинка ETRI тоже передаёт данные по четырём каналам, но скорость передачи данных составляет 100 Гбит/с, что в итоге и даёт нужные 400 Гбит/с. 

Разработанная южнокорейскими исследователями технология быстрее, но и компакетнее. Типовые линейные карты телекоммуникационного оборудования обычно состоят из 32 оптических трансиверов. Решение ETRI позволяет удвоить их число. 

Возможности нового «движка» были продемонстрированы на конференции OFC 2020, посвящённой телекоммуникационным технологиям. В этом году на ней отметилась ещё и NICT, поставившая рекорд скорости в 100 Тбит/с на длинные расстояния. А одним из самых интересных событий на конференции OFC прошедшего 2019 года была демонстрация компании Cisco Acacia. Она представила систему, способную увеличить скорость передачи данных по оптоволокну на одной длине волны до 1,2 Тбит/с.