
——多模和单模一直是一道没有标准答案的选择题。
数据中心集群内布线选择多模光纤还是单模光纤一直是一个业界在讨论的话题,各大玩家也各有选择,比如100G时代,Facebook选择单模,Google选择多模和单模同时部署,BAT则选择多模。
从成本角度,多模光纤贵但多模光模块便宜,单模光纤便宜而单模光模块贵,因此很容易将光纤和光模块成本进行组合评估,得出距离和成本的关系。比如100G,光纤距离在100米以内时多模解决方案的成本优势非常明显。
从技术角度,传统上多模解决方案代表光纤并行方向,单模解决方案代表波长复用方向(PSM4是个新的方向,单模并行)。40G和100G时代这两种解决方案分别在短距和中长距场景各有千秋相安无事共同发展。
然而400G时代情况有了变化,并行技术路线似乎在400G时代触碰到了天花板。并行技术路线的特点是每一对多模光纤分别承载一路光信号。
目前IEEE的400G SR16标准是16*25G并行方案,需要16对多模光纤,远远超过100G时代广泛使用的12芯MPO,会导致成本大幅上升;更重要的是,多模光模块所依赖的低成本VCSEL光芯片方案,2020年很可能仍然只能提供每路50G的能力,400G SR8的8*50G方案仍然需要超过12芯MPO的8对多模光纤。现有的12芯MPO能够容纳的400G SR4看上去遥遥无期。

上图 400G网络技术演讲(红色部分为IEEE 802.3bs baseline规定)
多模实际上也可以有波长复用解决方案。目前的一些私有技术,如SWDM,可以实现一对多模光纤上4路光信号的传输。但私有技术封闭性导致的光模块互通性问题和成本的提升,是这类解决方案大规模普遍应用难以逾越的大山。
因此在2020年,如果没有开放且标准化的多模波长复用技术出现,低成本VCSEL 100G技术也不能取得突破,400G多模光纤解决方案成本优势将不再明显,单模光纤在大规模数据中心也许将成为主流,而中短距的单模并行解决方案也许会是替代多模并行解决方案的高性价比选择。拥有多模波分复用私有技术的玩家,会为了避免400G多模解决方案的困境彼此妥协形成一个统一的标准吗?让我们拭目以待。
光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模。
多模光纤(Multi Mode Fiber) :芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
单模光纤(Single Mode Fiber):中心纤芯很细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。
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