隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)流量呈爆炸性增長(zhǎng)，根據(jù)以太網(wǎng)聯(lián)盟 (Ethernet Alliance)給出的數(shù)據(jù)分析表明，我們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的需求處于400Gbps階段，未來(lái)可能會(huì)向800Gbps甚至1.6Tbps的方向發(fā)展。數(shù)據(jù)中心的硬件加速、人工智能和深度學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用都將提出更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬要求。迫使數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)傳輸快速遷移到更高速率傳輸?shù)南乱淮ミB技術(shù)。高速率的數(shù)據(jù)中心離不開(kāi)高速率高等級(jí)的綜合布線系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用高速光纖、銅線等傳輸介質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)極高的傳輸速率，這使得數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)能夠滿足大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，支持高清視頻、大數(shù)據(jù)處理等高性能應(yīng)用。

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)集中的物理空間，用于存儲(chǔ)和處理大量的數(shù)據(jù)、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

它提供了電力冷卻、網(wǎng)絡(luò)連接和物理安全等基礎(chǔ)設(shè)施以支持各種計(jì)算任務(wù)。數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵組件包括路由器、交換機(jī)、防火墻、存儲(chǔ)系統(tǒng)、服務(wù)器、監(jiān)控設(shè)備和各種類(lèi)型應(yīng)用程序。

數(shù)據(jù)中心布線

《GB50174-2017》數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定對(duì)于承擔(dān)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主干和水平子系統(tǒng)應(yīng)采用OM3、OM4多模光纜，單模光纜或者6A以上對(duì)絞電纜。

下圖為：《GB50174-2017》數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中綜合布線要求：

光纖

光纖作為綜合布線重要傳輸媒介，主要分為兩大類(lèi)：?jiǎn)文?(SMF) 光纖和多模(MMF) 光纖。雖然標(biāo)準(zhǔn)上建議了數(shù)據(jù)中心光纖布線當(dāng)中即可使用多模光纖亦可使用單模光纖，但是對(duì)于光纖的選擇，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心客戶選擇使用多模OM3/OM4光纖，而不選擇使用單模光纖。

單模(SM)光纖和多模(MM)光纖的區(qū)別?

物理結(jié)構(gòu)

-- 纖芯直徑

多模光纖纖芯直徑為：62.5/50μm

單模光纖纖芯直徑為：9μm

傳輸原理

1、發(fā)光設(shè)備

單模發(fā)光設(shè)備一般采用激光器或激光二極管作為光源。單模激光器適用于需要高精度、高分辨率和長(zhǎng)傳輸距離的應(yīng)用，如光纖通信、激光雷達(dá)、激光打標(biāo)、激光雕刻等。

多模發(fā)光設(shè)備一般采用LED(發(fā)光二極管)或垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)作為光源。

多模發(fā)光器適用于對(duì)光束質(zhì)量均勻性有要求、成本較低的一般應(yīng)用，如醫(yī)學(xué)激光、科研分析、激光切割、焊接等。

如圖：?jiǎn)文＜す獾哪芰勘容^集中，多模激光的能量比較平均。相同的激光功率經(jīng)同一光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，單模激光在焦點(diǎn)處的能量遠(yuǎn)高于多模激光，多模光束質(zhì)量明顯不如單模光束。與單模激光器相比，多模激光器具有更大的色散和更多的能量損失，所以多模激光器不是長(zhǎng)距離傳輸?shù)暮眠x擇。

2、傳輸模式

單模光纖纖芯直徑小，只能在給定的工作波長(zhǎng)下以單模傳輸，傳輸頻率寬，傳輸容量大。

多模光纖是一種能夠在給定工作波長(zhǎng)下以多種模式同時(shí)傳輸?shù)墓饫w。

傳輸性能

1、傳輸距離

下圖為《GB 50311-2016綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的信道傳輸衰減指標(biāo)與傳輸距離?？梢钥闯鲈谙嗤瑧?yīng)用、速率下，單模光纖的傳輸距離比多模光纖要遠(yuǎn)得多。

2、傳輸速率

目前數(shù)據(jù)中心傳輸應(yīng)用當(dāng)中，單模光纖和多模光纖(OM3、OM4、OM5)均能夠支持所有網(wǎng)絡(luò)10Gbps/40Gbps/100Gbps/200Gbps/400Gbps/800Gbps應(yīng)用類(lèi)型。

數(shù)據(jù)中心選擇光纖時(shí)的考慮因素

傳輸速率

國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的服務(wù)器端口速率已邁入從10Gbps/25Gbps向100Gbps及更高速率的過(guò)度階段，一些中大型數(shù)據(jù)中心已經(jīng)在部署400Gbps傳輸連接，一些超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心甚至已經(jīng)在規(guī)劃未來(lái)的800Gbps網(wǎng)絡(luò)傳輸。由此可見(jiàn)用戶在選擇光纖的時(shí)候，傳輸速率最少不能低于25Gbps，而且要有400Gbps傳輸甚至800Gbps傳輸?shù)臐摿Α?/p>

在目前市場(chǎng)上：?jiǎn)文９饫w和多模光纖均可以支持10Gbps/40Gbps/100Gbps/200Gbps/400Gbps/800Gbps網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類(lèi)型，所以在都滿足傳輸速率的情況下，用戶在選擇光纖的時(shí)候更多會(huì)參考其他因素;

傳輸距離

從400Gbps傳輸應(yīng)用可以看出，多模光纖的傳輸距離只有100米，而單模光纖的傳輸距離最多可以做到10000米。所以數(shù)據(jù)中心在選擇光纖的時(shí)候要考慮到傳輸?shù)木嚯x，如需要傳輸100米以上，建議選擇單模光纖。如傳輸距離在100米以內(nèi)，可選擇采用多模光纖。

綜合成本上

1.光纖造價(jià)上：多模光纖比單模光纖的纖芯尺寸大得多，所以多模光纖成本比較高;

2.發(fā)光器造價(jià)上：?jiǎn)文＜す馄鞯木雀?，分辨率更高，傳輸距離更遠(yuǎn)。所以在同樣的傳輸速率下，單模激光器造價(jià)往往會(huì)比多模激光器要高。多模光纖已經(jīng)從使用 LED 光源針對(duì)每秒數(shù)兆比特的傳輸進(jìn)行優(yōu)化發(fā)展到針對(duì)使用 850m VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)的多千兆傳輸進(jìn)行優(yōu)化，這往往比單模同類(lèi)激光器更實(shí)惠;

3.多模光纖的優(yōu)勢(shì)還來(lái)自其核心尺寸。它的纖芯尺寸比單模光纖大得多，因此它可以引導(dǎo)多種模式，并且更擅長(zhǎng)從收發(fā)器捕獲光。因此，盡管多模光纖本身的成本較高，但由于連接、安裝、低功耗以及持續(xù)維護(hù)和可用性的成本較低。

綜合來(lái)看，多模光纖的綜合造價(jià)成本會(huì)比單模光纖低。

單模光纖與多模光纖無(wú)論在纖芯直徑、傳輸原理、傳輸距離、工作波長(zhǎng)上都有所區(qū)別;而多模光纖在相對(duì)較短或更短的距離上傳輸高數(shù)據(jù)速率100Gbps/400Gbps/800Gbps的低成本方式，長(zhǎng)期以來(lái)一直是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的中流砥柱，因?yàn)樗軌驗(yàn)榉?wù)器、交換機(jī)和存儲(chǔ)之間的高速連接提供更經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，所以短距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中心會(huì)更建議使用多模光纖傳輸。

審核編輯 黃宇