未來數(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80年代進入市場以來

經(jīng)歷了從OM1、OM2、OM3到OM4的演進

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

有效模式帶寬（EMB）達到2000MHZ.Km

支持100GBase-SR10距離達到100米

而OM4有效模式帶寬（EMB）

相比OM3提高了1倍多

達到4700MHZ.Km

然而支持100GBase-SR10距離僅有150米

相對于OM3光纖

100G以太網(wǎng)傳輸距離僅僅增加了50%

仍然無法滿足未來網(wǎng)絡的需求。

作為未來數(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

遠超傳統(tǒng)的OM4多模光纖

這也意味著能夠為未來可能出現(xiàn)的

更高速的以太網(wǎng)提供余量空間

為了進一步了解寬帶多模光纖

我們還需仔細來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)傳輸應用中，傳輸模式通常采用波分復用（WDM，Wave-Division-Multiplexing）的傳輸模式，經(jīng)過復用的光信號只需要用一根單模光纖就能實現(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復用４個波長，每個波長傳輸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使得在單模光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌粫驗楣饷}沖重疊而失真。在所有光纖種類中，單模光纖的信號衰減率最低，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)絡標準，以400G以太網(wǎng)為例，會有25Gbps/通道，50Gbps/100Gbps通道3個不同的版本，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，更高級的編碼方式意味著更復雜的電路和功耗，因而成本更高。

而多模光纖提高網(wǎng)絡傳輸速率的另外一種方法是采用并行傳輸模式，即通過增加光纖芯數(shù)來增加傳輸速率。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。

在以往的實際應用中，選擇多模還是單模的最常見決定因素是距離。如果只有兒英里，首選多模，因為LED發(fā)射/接收機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。另外一個要考慮的問題是帶寬；如果將來的應用可能包括傳輸大帶寬數(shù)據(jù)信號，那么單模將是最佳選擇。

未來數(shù)據(jù)中心的選擇

寬帶多模光纖（WBMMF）

進入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以太網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸，而寬帶多模光纖（WBMMF）的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)多模光纖的技術瓶頸。它借鑒了單模光纖的波分復用（WDM）技術，延展了網(wǎng)絡傳輸時的可用波長范圍，能夠在一芯多模光纖上支持4個波長，把需要的光纖芯數(shù)降低為之前的1/4.

短波波分復用這一技術利用性價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個波長，把需要的光纖芯數(shù)降低為之前的1/4，同時提高了有效模式帶寬（EffectiveModalBandwidth，EMB），延長了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)絡核心區(qū)骨干（Spine）交換機到服務器機柜分支（Leaf）交換機的距離在300米以內(nèi)，因此短波波分復用技術（SWDM）和寬帶多模光纖（WBMMF）未來會繼續(xù)延續(xù)多模光纖作為數(shù)據(jù)中心40/100/400G以太網(wǎng)的主流傳輸介質的傳統(tǒng)。未來通過短波波分復用（SWDM）和并行傳輸技術相結合，只需要8芯寬帶多模光纖（WBMMF），就能夠支持更高速的應用，比如200/400G以太網(wǎng)。

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