未來(lái)數(shù)據(jù)中心的選擇：寬帶多模光纖

yi321yi 2016-09-24

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多模光纖自上世紀(jì)80年代進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)

經(jīng)歷了從OM1、OM2、OM3到OM4的演進(jìn)

其中OM3是針對(duì)垂直腔面發(fā)射激光（VCSEL）光源優(yōu)化的多模光纖

有效模式帶寬（EMB）達(dá)到2000MHZ.Km

支持100GBase-SR10距離達(dá)到100米

而OM4有效模式帶寬（EMB）

相比OM3提高了1倍多

達(dá)到4700MHZ.Km

然而支持100GBase-SR10距離僅有150米

相對(duì)于OM3光纖

100G以太網(wǎng)傳輸距離僅僅增加了50%

仍然無(wú)法滿足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的需求。

作為未來(lái)數(shù)據(jù)中心的選擇

寬帶多模光纖（WBMMF）

在光纖有效模式帶寬（EMB）方面

遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的OM4多模光纖

這也意味著能夠?yàn)槲磥?lái)可能出現(xiàn)的

更高速的以太網(wǎng)提供余量空間

為了進(jìn)一步了解寬帶多模光纖

我們還需仔細(xì)來(lái)看一下單模光纖和多模光纖的發(fā)展歷程

單模光纖和多模光纖的區(qū)別與選擇

單模光纖主要用在多頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中，傳輸模式通常采用波分復(fù)用（WDM，Wave-Division-Multiplexing）的傳輸模式，經(jīng)過(guò)復(fù)用的光信號(hào)只需要用一根單模光纖就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。2010年發(fā)布的100GBase-LR4，采用2芯單模光纖1收1發(fā)，能夠在一芯光纖上同時(shí)復(fù)用４個(gè)波長(zhǎng)，每個(gè)波長(zhǎng)傳輸25Gbps。

單模光纖的傳輸速率比多模光纖要高，而且傳輸距離也比多模光纖要高出50倍不止，因此，其價(jià)格也高于多模光纖。與多模光纖相比，單模光纖的芯徑要小得多，小芯徑和單模傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使得在單模光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)不會(huì)因?yàn)楣饷}沖重疊而失真。在所有光纖種類中，單模光纖的信號(hào)衰減率最低，傳輸速度最大。

然而，單模光纖需要采用高成本的激光（LD）光源收發(fā)器，單模光纖的激光收發(fā)器價(jià)格至少是多模光纖收發(fā)器的3倍以上，功耗至少2倍以上。

傳統(tǒng)的多模光纖一般采用串行傳輸模式，在這種模式下增加以太網(wǎng)的傳輸速率必須增加每芯光纖/通道的傳輸速率。目前以太網(wǎng)最大串行傳輸速率為10Gbps/通道，IEEE正在制定25Gbps/通道，50Gbps/通道的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，以400G以太網(wǎng)為例，會(huì)有25Gbps/通道，50Gbps/100Gbps通道3個(gè)不同的版本，光纖芯數(shù)分別需要32芯/16芯/8芯。400G以太網(wǎng)采用的編碼方式有NRZ，PAM4，DMT，更高級(jí)的編碼方式意味著更復(fù)雜的電路和功耗，因而成本更高。

而多模光纖提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的另外一種方法是采用并行傳輸模式，即通過(guò)增加光纖芯數(shù)來(lái)增加傳輸速率。2010年發(fā)布的100GBase-SR10采用10Gbps/通道的傳輸方式，10通道接收10通道發(fā)送，總共需要20芯光纖。

在以往的實(shí)際應(yīng)用中，選擇多模還是單模的最常見(jiàn)決定因素是距離。如果只有兒英里，首選多模，因?yàn)長(zhǎng)ED發(fā)射/接收機(jī)比單模需要的激光便宜得多。如果距離大于5英里，單模光纖最佳。另外一個(gè)要考慮的問(wèn)題是帶寬；如果將來(lái)的應(yīng)用可能包括傳輸大帶寬數(shù)據(jù)信號(hào)，那么單模將是最佳選擇。

未來(lái)數(shù)據(jù)中心的選擇

寬帶多模光纖（WBMMF）

進(jìn)入2010年代，隨著100G-NG，200G/400G以太網(wǎng)乃至1T以太網(wǎng)的提出，傳統(tǒng)的多模光纖在芯數(shù)和距離上成為阻礙未來(lái)以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸，而寬帶多模光纖（WBMMF）的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)多模光纖的技術(shù)瓶頸。它借鑒了單模光纖的波分復(fù)用（WDM）技術(shù)，延展了網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)的可用波長(zhǎng)范圍，能夠在一芯多模光纖上支持4個(gè)波長(zhǎng)，把需要的光纖芯數(shù)降低為之前的1/4.

短波波分復(fù)用這一技術(shù)利用性價(jià)比較高的短波的垂直腔面發(fā)射激光（VCSEL）光源，優(yōu)化的寬帶多模光纖（WBMMF）能夠在一芯多模光纖上支持4個(gè)波長(zhǎng)，把需要的光纖芯數(shù)降低為之前的1/4，同時(shí)提高了有效模式帶寬（EffectiveModalBandwidth，EMB），延長(zhǎng)了40/100G的傳輸距離到300米左右。

目前全球96%的數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)骨干（Spine）交換機(jī)到服務(wù)器機(jī)柜分支（Leaf）交換機(jī)的距離在300米以內(nèi)，因此短波波分復(fù)用技術(shù)（SWDM）和寬帶多模光纖（WBMMF）未來(lái)會(huì)繼續(xù)延續(xù)多模光纖作為數(shù)據(jù)中心40/100/400G以太網(wǎng)的主流傳輸介質(zhì)的傳統(tǒng)。未來(lái)通過(guò)短波波分復(fù)用（SWDM）和并行傳輸技術(shù)相結(jié)合，只需要8芯寬帶多模光纖（WBMMF），就能夠支持更高速的應(yīng)用，比如200/400G以太網(wǎng)。

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