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頭條|多模光纖:光通信的下一個“頭號玩家”

儘管市場需求量不及單模光纖, 但是隨著資料中心建設數量不斷增多, 作為資料中心和局域網用主流光纖——多模光纖的地位亦水漲船高。

在最近幾次運營商集采中, 以G.652D為代表的普通單模光纖一直是主力軍, 而且在商務部反傾銷調查中, 單模光纖也是重點調查物件, 不過要是聚焦到資料中心領域, 多模光纖卻取代了單模光纖, 成為了座上賓。 而且國內能夠生產新型多模光纖的企業也是鳳毛麟角, 顯然這是一片待開發的藍海。

與單模光纖最大的不同在於, 多模光纖具有更大的直徑。 據瞭解, 多模光纖的纖芯直徑能達到50µm或62.5µm, 而單模光纖的纖芯直徑僅有8-10µm, 不過兩者的包層直徑都為125µm。 更大的纖芯直徑意味著, 多模光纖可以支援多個傳輸模式, 雖然這導致其價格高於單模光纖, 但是單模光纖多採用固態鐳射二極體作為光源, 而多模光纖多採用LED作為光源,

顯然前者的設備比後者的設備更昂貴, 導致使用多模光纖的成本遠小於使用單模光纖的成本, 加之, 在短距離光傳輸條件下, 特別是局域網佈線場景中, 多模光纖與單模光纖的工作狀態一樣良好, 因而在成本優勢的推動下, 多模光纖更適合用於資料中心建設。

更為重要的是, 未來將步入萬物互聯、全民上雲的時代, 資料中心的應用將越來越廣泛, 這也是近年來全國各地加快建設資料中心的主要原因, 而隨著這波資料中心建設潮的到來, 多模光纖也迎來了春天, 將很快成為國內外諸多光通信廠商的必爭之地。

發展中的多模光纖

與單模光纖一樣, 多模光纖也在不斷的優化, 目前使用最廣泛的是OM 3/OM4, 而新一代寬頻多模光纖OM5也已經問世, 正逐步推向市場。

多模光纖的研發始於上個世紀七八十年代。 當時國際電子電機委員會(IEC)推薦了四種不同芯/包尺寸的漸變折射率多模光纖, 即A1a、A1b、A1c和A1d, 纖芯/包層直徑(µm)分別為50/125、62.5/125、85/125和100/140但是在隨後的實際應用中, A1c和A1d兩類光纖被淘汰,

A1a和A1b光纖發展至今, 成為局域網傳輸介質的首選。

不過, 在2002年9月, ISO/IEC 11801頒佈了新的多模光纖標準等級, 將多模光纖重新分為OM1、OM2和OM3三類。 後來又於2009年8月, TIA標準委員會表決通過了新的多模光纖標準, 即OM4。

目前, OM3/OM4在資料中心中應用範圍最廣, 其中OM3在850nm波長下等效頻寬達到2000MHz·km,

而OM4在850nm波長下等效頻寬達到4700MHz·km, 在資料中心設計中, 在100米的距離內, 可以支援40Gbps和100Gbps乙太網, 16Gbps和32Gbps光纖通道的資料傳輸要求。

不過值得注意的是, 隨著虛擬化、雲計算、高速埠等應用逐步增多, 資料中心網路速度正向100Gbps, 乃至400Gbps方向發展。 儘管目前的OM3/OM4多模光纖可以通過平行傳輸的方式滿足上述需求, 但是這需要並聯大量的光學通道, 安裝複雜, 佈線成本高昂。 正是出於上述考慮, 2016年10月, OM5這種新型寬頻多模光纖標準正式發佈。

OM5光纜在支持所有傳統應用方面至少與OM4有同樣優秀的表現, 而且它與OM3/OM4光纜完全相容並可交互操作。 康普公司亞太區企業網路建築架構師Matias Peluffo認為, OM5的設計旨在支持850-950nm範圍內的至少四個低成本波長, 從而能夠優化支持新興的SDWM(短波波分複用)應用, 將平行光纖數量減少至少四倍,實現更高的傳送速率。

資料中心是主戰場

從上個世紀七八十年代至今,多模光纖也有幾十年的歷史,但是與單模光纖相比,其市場規模依然有限,主要原因仍在於光纖本身。

據瞭解,多模光纖中傳輸的模式多達數百個,各個模式的傳播常數和群速率不同,使光纖的帶寬窄,色散大,損耗也大,只適於中短距離和小容量的光纖通信系統。以OM4多模光纖為例,在10Gbps系統傳輸中,傳輸距離可達300-600m;在40Gbps和100Gbps系統中,傳輸距離在100-125m。

傳輸距離短限制了多模光纖的應用場景,使其不能像單模光纖那樣應用於長距離骨幹網、都會區網路建設,但是在短距離傳輸上,多模光纖較單模光纖仍有較強的競爭力,這其中的關鍵就是光模組成本。

據瞭解,單模光纖需要非常昂貴的1300nm波長的光模組,其成本大約是850nm波長多模光模組的2-3倍,綜合來看,一個多模光纖系統的建設成本要遠低於單模光纖系統。顯然,在光纖用量巨大,但網路佈線距離在90m以內的資料中心應用場景下,多模光纖是較理想的選擇。

正是由於多模光纖的應用場景較少,僅局限於局域網、存儲網路、資料中心、辦公大樓佈線等應用場景,市場規模難以與單模光纖相匹敵,因此國內外從事多模光纖生產的廠商相對較少。在國內,長飛、烽火、中天科技是其中的代表企業,而國外以康寧、普睿司曼、OFS等企業為主,產品覆蓋OM2、OM3、OM4等多個產品類別,甚至還開發出了OM5這種最新型的寬頻多模光纖。

雖然與單模光纖相比,多模光纖的光環要暗淡一些,但是其仍然可以隨著資料中心的高速發展而發光發熱。

未來的路

鑒於應用場景的適配,多模光纖的未來與資料中心的發展息息相關。

有資料顯示,2017年中國資料中心市場增長迅速,市場規模達到987億元,同比增長38%。隨著移動互聯網、視頻、網路遊戲等垂直行業客戶需求穩定增長,預計未來五年中國資料中心市場規模將持續上升,到2023年市場規模有望接近4800億元。

資料中心市場規模不斷上升的同時,100G、400G等技術也相繼引入資料中心建設中。前不久,新華三就與英特爾等合作夥伴一起推出了400G整體資料中心解決方案。100G/400G技術的運用,可以幫助資料中心處理更大的資料負載,滿足未來雲計算、大資料,乃至無所不在的物聯網的需求。

值得注意的是,與100G/400G技術同時登場的還有SDWM技術。據介紹,該技術可以增加每根光纖的通信容量, 大大減少所需光纖數量,實現傳輸速率的整體提升。原理是,SDWM技術能夠擴展多模光纖傳輸時所用的波長範圍,將傳統多模光纖所用的850nm擴展為850-950nm,支援850-950nm波段四個波長的操作視窗,利用性價比高的短波的垂直腔面發射鐳射光源和優化的寬頻多模光纖,在一根多模光纖上支援四個波長的傳輸資料,把需要的光纖芯數降低為原來的1/4。

能夠與SDWM技術匹配,並滿足未來100G/400G網路架構的多模光纖OM5也已經面世,長飛、康寧、普睿司曼、OFS等企業均有能力生產這種光纖,其他企業也正在跟進,不久也有相關產品推出。

不過,在OM5商用問題上,業界頗為謹慎。康寧光通信亞太市場總監Scott Gregg就此撰文表示,在100G網路中,且傳輸距離超過100m,OM5的使用優勢較明顯,因其傳輸距離比OM4多50m。但是目前的企業局域網或資料中心很少部署100G網路,從而使得OM5普及率較低。不過他同時也堅信,當企業部署100G開始變得更普遍時,若需要傳輸距離達到150m的話,則OM5的吸引力更大。畢竟在滿足傳輸距離的前提下,鏈路成本越低,就越受到客戶歡迎。

但不管怎樣,鑒於資料中心未來的建設規模將不斷擴大,多模光纖需求量也將快速增長,促使更多廠家進入,這意味著,多模光纖有望成為光通信的下一片藍海。

將平行光纖數量減少至少四倍,實現更高的傳送速率。

資料中心是主戰場

從上個世紀七八十年代至今,多模光纖也有幾十年的歷史,但是與單模光纖相比,其市場規模依然有限,主要原因仍在於光纖本身。

據瞭解,多模光纖中傳輸的模式多達數百個,各個模式的傳播常數和群速率不同,使光纖的帶寬窄,色散大,損耗也大,只適於中短距離和小容量的光纖通信系統。以OM4多模光纖為例,在10Gbps系統傳輸中,傳輸距離可達300-600m;在40Gbps和100Gbps系統中,傳輸距離在100-125m。

傳輸距離短限制了多模光纖的應用場景,使其不能像單模光纖那樣應用於長距離骨幹網、都會區網路建設,但是在短距離傳輸上,多模光纖較單模光纖仍有較強的競爭力,這其中的關鍵就是光模組成本。

據瞭解,單模光纖需要非常昂貴的1300nm波長的光模組,其成本大約是850nm波長多模光模組的2-3倍,綜合來看,一個多模光纖系統的建設成本要遠低於單模光纖系統。顯然,在光纖用量巨大,但網路佈線距離在90m以內的資料中心應用場景下,多模光纖是較理想的選擇。

正是由於多模光纖的應用場景較少,僅局限於局域網、存儲網路、資料中心、辦公大樓佈線等應用場景,市場規模難以與單模光纖相匹敵,因此國內外從事多模光纖生產的廠商相對較少。在國內,長飛、烽火、中天科技是其中的代表企業,而國外以康寧、普睿司曼、OFS等企業為主,產品覆蓋OM2、OM3、OM4等多個產品類別,甚至還開發出了OM5這種最新型的寬頻多模光纖。

雖然與單模光纖相比,多模光纖的光環要暗淡一些,但是其仍然可以隨著資料中心的高速發展而發光發熱。

未來的路

鑒於應用場景的適配,多模光纖的未來與資料中心的發展息息相關。

有資料顯示,2017年中國資料中心市場增長迅速,市場規模達到987億元,同比增長38%。隨著移動互聯網、視頻、網路遊戲等垂直行業客戶需求穩定增長,預計未來五年中國資料中心市場規模將持續上升,到2023年市場規模有望接近4800億元。

資料中心市場規模不斷上升的同時,100G、400G等技術也相繼引入資料中心建設中。前不久,新華三就與英特爾等合作夥伴一起推出了400G整體資料中心解決方案。100G/400G技術的運用,可以幫助資料中心處理更大的資料負載,滿足未來雲計算、大資料,乃至無所不在的物聯網的需求。

值得注意的是,與100G/400G技術同時登場的還有SDWM技術。據介紹,該技術可以增加每根光纖的通信容量, 大大減少所需光纖數量,實現傳輸速率的整體提升。原理是,SDWM技術能夠擴展多模光纖傳輸時所用的波長範圍,將傳統多模光纖所用的850nm擴展為850-950nm,支援850-950nm波段四個波長的操作視窗,利用性價比高的短波的垂直腔面發射鐳射光源和優化的寬頻多模光纖,在一根多模光纖上支援四個波長的傳輸資料,把需要的光纖芯數降低為原來的1/4。

能夠與SDWM技術匹配,並滿足未來100G/400G網路架構的多模光纖OM5也已經面世,長飛、康寧、普睿司曼、OFS等企業均有能力生產這種光纖,其他企業也正在跟進,不久也有相關產品推出。

不過,在OM5商用問題上,業界頗為謹慎。康寧光通信亞太市場總監Scott Gregg就此撰文表示,在100G網路中,且傳輸距離超過100m,OM5的使用優勢較明顯,因其傳輸距離比OM4多50m。但是目前的企業局域網或資料中心很少部署100G網路,從而使得OM5普及率較低。不過他同時也堅信,當企業部署100G開始變得更普遍時,若需要傳輸距離達到150m的話,則OM5的吸引力更大。畢竟在滿足傳輸距離的前提下,鏈路成本越低,就越受到客戶歡迎。

但不管怎樣,鑒於資料中心未來的建設規模將不斷擴大,多模光纖需求量也將快速增長,促使更多廠家進入,這意味著,多模光纖有望成為光通信的下一片藍海。

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