La specifica definisce parametri geometrici, ottici, meccanici e di misurazione con l'obiettivo di fornire un riferimento comune affinché diversi produttori possano sviluppare componenti compatibili.
Quattro canali ottici all'interno di una singola fibra
A differenza di una fibra monocore convenzionale, una fibra multicore o MCF (Multicore Fiber) integra diversi nuclei in grado di trasportare segnali ottici all'interno dello stesso rivestimento.
L'architettura definita da SDM4 utilizza quattro nuclei disposti in una matrice quadrata 2 × 2. La distanza tra i nuclei è fissata a 40 ± 1 micrometri, mentre il rivestimento mantiene un diametro nominale di 125 micrometri.
Questa configurazione consente di avere diversi percorsi ottici indipendenti entro le dimensioni esterne usuali di una fibra.
Questo approccio è particolarmente rilevante, dato il crescente sviluppo delle infrastrutture dedicate all'intelligenza artificiale. L'aggiunta di un numero sempre maggiore di server, GPU e acceleratori sta incrementando il numero di connessioni necessarie sia all'interno dei data center che tra le diverse strutture presenti nello stesso campus.
La fibra multicore si presenta come una delle tecnologie in grado di aumentare la densità di queste connessioni senza moltiplicare il numero di fibre fisiche nella stessa proporzione.
Progettato per connessioni a corto raggio
La specifica SDM4 definisce le caratteristiche ottiche orientate ad applicazioni a corto raggio operanti nella banda O, situata approssimativamente tra 1260 e 1360 nanometri e comunemente utilizzata nelle comunicazioni centrate intorno a 1310 nm.
Uno dei parametri rilevanti in una fibra multicore è la diafonia, ovvero l'interferenza che può verificarsi tra i segnali ottici che circolano attraverso i diversi nuclei.
La specifica stabilisce un limite di diafonia pari o inferiore a -40 dB a una distanza di un chilometro e a una lunghezza d'onda di 1310 nm. Il requisito si applica sia alle coppie di nuclei adiacenti che a quelle posizionate diagonalmente.
Il documento delinea inoltre i principi per l'esecuzione delle misurazioni e include linee guida sulla numerazione dei nuclei, l'allineamento rotazionale, la dispersione del modo di polarizzazione e le configurazioni dei marcatori.
Interoperabilità tra produttori
Uno degli obiettivi principali di un accordo multi-sorgente o MSA (Multi-Source Agreement) è quello di stabilire caratteristiche tecniche condivise che consentano lo sviluppo di prodotti compatibili tra diversi fornitori.
Nel caso della fibra SDM4, disporre di dimensioni, prestazioni ottiche e procedure di misurazione comuni fornisce un punto di riferimento per i produttori di fibre, connettori, ricetrasmettitori e altri componenti per le comunicazioni ottiche.
L'interoperabilità diventa particolarmente importante man mano che le architetture dei data center aumentano di dimensioni e necessitano di integrare apparecchiature di diversi produttori.
Il rilascio della versione 1.0 stabilisce quindi una base tecnica sulla quale potranno essere sviluppate le implementazioni commerciali e i successivi lavori di standardizzazione.
Verso la standardizzazione internazionale della fibra multicore
La specifica può essere utilizzata anche come riferimento in futuri processi di standardizzazione internazionale.
Tra le organizzazioni attive in questo settore figurano l'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU-T) e la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC), mentre organizzazioni come l'IEEE si occupano di aspetti relativi ai ricetrasmettitori e alle interfacce ottiche.
L'obiettivo a lungo termine è che le caratteristiche di questo tipo di fibra vengano integrate in standard che ne facilitino l'utilizzo nelle infrastrutture di comunicazione di diversi produttori.
La pubblicazione di una specifica comune rappresenta quindi un passo avanti verso l'industrializzazione della fibra multicore quad-core e il suo potenziale utilizzo su larga scala nelle reti ad alta densità.
Maggiori connessioni per le infrastrutture di intelligenza artificiale
La crescita dei sistemi di intelligenza artificiale sta modificando le esigenze di connettività dei data center. Il cosiddetto scaling orizzontale prevede l'aggiunta di un maggior numero di server, acceleratori e GPU per distribuire i carichi di lavoro su un numero crescente di nodi.
Questo modello richiede un numero elevato di collegamenti di comunicazione e aumenta la densità del cablaggio ottico.
L'integrazione di quattro percorsi di trasmissione indipendenti all'interno di un'unica fibra può contribuire ad aumentare tale densità, mantenendo al contempo un diametro esterno di 125 micrometri.
La fibra multicore si sta quindi affermando come una delle tecnologie destinate a rispondere all'aumento delle connessioni ottiche associate ai data center per l'intelligenza artificiale, soprattutto nei collegamenti a corto raggio dove lo spazio disponibile, la densità di cablaggio e l'interoperabilità dei componenti sono fattori rilevanti.
