搭乘数据中心快车多模光纤：光通信的下一个“头号玩家”

高超

尽管市场需求量不及单模光纤，但是随着数据中心建设数量不断增多，作为数据中心和局域网用主流光纤——多模光纤的地位亦水涨船高。

在最近几次运营商集采中，以G.652D为代表的普通单模光纤一直是主力军，而且在商务部反倾销调查中，单模光纤也是重点调查对象，不过要是聚焦到数据中心领域，多模光纤却取代了单模光纤，成为了座上宾。而且国内能够生产新型多模光纤的企业也是凤毛麟角，显然这是一片待开发的蓝海。

与单模光纤最大的不同在于，多模光纤具有更大的直径。据了解，多模光纤的纤芯直径能达到50?m或62.5?m，而单模光纤的纤芯直径仅有8-10?m，不过两者的包层直径都为125?m。更大的纤芯直径意味着，多模光纤可以支持多个传输模式，虽然这导致其价格高于单模光纤，但是单模光纤多采用固态激光二极管作为光源，而多模光纤多采用LED作为光源，显然前者的设备比后者的设备更昂贵，导致使用多模光纤的成本远小于使用单模光纤的成本，加之，在短距离光传输条件下，特别是局域网布线场景中，多模光纤与单模光纤的工作状态一样良好，因而在成本优势的推动下，多模光纤更适合用于数据中心建设。

更为重要的是，未来将步入万物互联、全民上云的时代，数据中心的应用将越来越广泛，这也是近年来全国各地加快建设数据中心的主要原因，而随着这波数据中心建设潮的到来，多模光纤也迎来了春天，将很快成为国内外诸多光通信厂商的必争之地。

发展中的多模光纤

与单模光纤一样，多模光纤也在不断的优化，目前使用最广泛的是OM 3/OM4，而新一代宽带多模光纤OM5也已经问世，正逐步推向市场。

多模光纤的研发始于上个世纪七八十年代。当时国际电工委员会（IEC）推荐了四种不同芯/包尺寸的渐变折射率多模光纤，即A1a、A1b、A1c和A1d，纤芯/包层直径（?m）分别为50/125、62.5/125、85/125和100/140但是在随后的实际应用中，A1c和A1d两类光纤被淘汰，A1a和A1b光纤发展至今，成为局域网传输介质的首选。

不过，在2002年9月，ISO/IEC 11801颁布了新的多模光纤标准等级，将多模光纤重新分为OM1、OM2和OM3三类。后来又于2009年8月，TIA标准委员会表决通过了新的多模光纤标准， 即OM4。

目前，OM3/OM4在数据中心中应用范围最广，其中OM3在850nm波长下等效带宽达到2000MHz·km，而OM4在850nm波長下等效带宽达到4700MHz·km，在数据中心设计中，在100米的距离内，可以支持40Gbps和100Gbps以太网，16Gbps和32Gbps光纤通道的数据传输要求。

不过值得注意的是，随着虚拟化、云计算、高速端口等应用逐步增多，数据中心网络速度正向100Gbps，乃至400Gbps方向发展。尽管目前的OM3/OM4多模光纤可以通过并行传输的方式满足上述需求，但是这需要并联大量的光学通道，安装复杂，布线成本高昂。正是出于上述考虑，2016年10月，OM5这种新型宽带多模光纤标准正式发布。

OM5光缆在支持所有传统应用方面至少与OM4有同样优秀的表现，而且它与OM3/OM4光缆完全兼容并可互操作。康普公司亚太区企业网络建筑架构师Matias Peluffo认为，OM5的设计旨在支持850-950nm范围内的至少四个低成本波长，从而能够优化支持新兴的SDWM（短波波分复用）应用，将平行光纤数量减少至少四倍，实现更高的传输速度。

数据中心是主战场

从上个世纪七八十年代至今，多模光纤也有几十年的历史，但是与单模光纤相比，其市场规模依然有限，主要原因仍在于光纤本身。

据了解，多模光纤中传输的模式多达数百个，各个模式的传播常数和群速率不同，使光纤的带宽窄，色散大，损耗也大，只适于中短距离和小容量的光纤通信系统。以OM4多模光纤为例，在10Gbps系统传输中，传输距离可达300-600m；在40Gbps和100Gbps系统中，传输距离在100-125m。

传输距离短限制了多模光纤的应用场景，使其不能像单模光纤那样应用于长距离骨干网、城域网建设，但是在短距离传输上，多模光纤较单模光纤仍有较强的竞争力，这其中的关键就是光模块成本。

据了解，单模光纤需要非常昂贵的1300nm波长的光模块，其成本大约是850nm波长多模光模块的2-3倍，综合来看，一个多模光纤系统的建设成本要远低于单模光纤系统。显然，在光纤用量巨大，但网络布线距离在90m以内的数据中心应用场景下，多模光纤是较理想的选择。

正是由于多模光纤的应用场景较少，仅局限于局域网、存储网络、数据中心、办公大楼布线等应用场景，市场规模难以与单模光纤相匹敌，因此国内外从事多模光纤生产的厂商相对较少。在国内，长飞、烽火、中天科技是其中的代表企业，而国外以康宁、普睿司曼、OFS等企业为主，产品覆盖OM2、OM3、OM4等多个产品类别，甚至还开发出了OM5这种最新型的宽带多模光纤。

虽然与单模光纤相比，多模光纤的光环要暗淡一些，但是其仍然可以随着数据中心的高速发展而发光发热。

未来的路

鉴于应用场景的适配，多模光纤的未来与数据中心的发展息息相关。

有数据显示，2017年中国数据中心市场增长迅速，市场规模达到987亿元，同比增长38%。随着移动互联网、视频、网络游戏等垂直行业客户需求稳定增长，预计未来五年中国数据中心市场规模将持续上升，到2023年市场规模有望接近4800亿元。

数据中心市场规模不断上升的同时，100G、400G等技术也相继引入数据中心建设中。前不久，新华三就与英特尔等合作伙伴一起推出了400G整体数据中心解决方案。100G/400G技术的运用，可以帮助数据中心处理更大的数据负载，满足未来云计算、大数据，乃至无所不在的物联网的需求。

值得注意的是，与100G/400G技术同时登场的还有SDWM技术。据介绍，该技术可以增加每根光纤的通信容量， 大大减少所需光纤数量，实现传输速率的整体提升。原理是，SDWM技术能够扩展多模光纤传输时所用的波长范围，将传统多模光纤所用的850nm扩展为850-950nm，支持850-950nm波段四个波长的操作窗口，利用性价比高的短波的垂直腔面发射激光光源和优化的宽带多模光纤，在一根多模光纤上支持四个波长的传输数据，把需要的光纤芯数降低为原来的1/4。

能够与SDWM技术匹配，并满足未来100G/400G网络架构的多模光纤OM5也已经面世，长飞、康宁、普睿司曼、OFS等企业均有能力生产这种光纤，其他企业也正在跟进，不久也有相关产品推出。

不过，在OM5商用问题上，业界颇为谨慎。康宁光通信亚太市场总监Scott Gregg就此撰文表示，在100G网络中，且传输距离超过100m，OM5的使用优势较明显，因其传输距离比OM4多50m。但是目前的企业局域网或数据中心很少部署100G网络，从而使得OM5普及率较低。不过他同时也坚信，当企业部署100G开始变得更普遍时，若需要传输距离达到150m的话，则OM5的吸引力更大。毕竟在满足传输距离的前提下，链路成本越低，就越受到客户欢迎。

但不管怎样，鉴于数据中心未来的建设规模将不断扩大，多模光纤需求量也将快速增长，促使更多厂家进入，这意味着，多模光纤有望成为光通信的下一片蓝海。