數(shù)據(jù)中心的國產(chǎn)新“神經(jīng)”

責(zé)任編輯:zsheng

2019-01-22 10:40:47

摘自:中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 

目前互聯(lián)網(wǎng)正在高速發(fā)展,預(yù)計五年內(nèi)年增長率接近20%。AI智能化、深度學(xué)習(xí)、高速云計算等大數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)使大型數(shù)據(jù)中心大量涌現(xiàn),數(shù)據(jù)中心的流量交換已經(jīng)遠(yuǎn)超ZB級別,配套光纖制造技術(shù)也隨之發(fā)展壯大。光纖產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,促進(jìn)光通信產(chǎn)業(yè)快速升級,以滿足更高速率、更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部設(shè)備數(shù)量龐大,彼此之間由光纜連接。光纖在設(shè)備之間傳遞信號,是數(shù)據(jù)中心的“神經(jīng)”。因傳播距離遠(yuǎn)(傳輸設(shè)備間無中繼距離可達(dá)到幾十公里乃至上百公里)、容量大,單模光纖是光纖家族的主流產(chǎn)品,應(yīng)用占90%以上。但數(shù)據(jù)中心設(shè)備之間的連接距離一般在數(shù)米到數(shù)百米之間,單模光纖不但無法發(fā)揮傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢,而且配套器件成本相對較高。萬兆多模光纖在10Gb/s甚至更高速率的短距離應(yīng)用場景下傳輸水平不遜于單模光纖系統(tǒng),配套器件和輔件成本較低,因此在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部設(shè)備連接中優(yōu)勢明顯,應(yīng)用前景十分明朗。

多模光纖芯徑尺寸較大,多種模式的光信號在光纖內(nèi)傳導(dǎo),而多種模式之間的模間色散會限制光纖通信傳輸距離,使之最長距離不超過600米。按照國際標(biāo)準(zhǔn)分類,萬兆多模光纖可以分為OM3-150,OM3-300和OM3-550(即OM4)三種主要類型,分別代表10Gb以太網(wǎng)傳輸距離達(dá)到150米,300米和550米。為了保證光纖傳輸質(zhì)量,多模光纖的模式帶寬不得低于1500MHz·km@850nm,有效帶寬不得低于950MHz·km@850nm。

光纖由芯層和包層組成,折射率較高的芯層是光信號傳輸?shù)膮^(qū)域,而較低折射率的包層保證光在芯層中形成全反射。在光纖彎曲的情況下,芯層包層之間的全反射條件不再滿足,導(dǎo)致光信號功率泄露至光纖包層中,產(chǎn)生嚴(yán)重的信號衰減。由于萬兆多模光纖應(yīng)用于數(shù)據(jù)機房室內(nèi)的設(shè)備連接,部分線路彎折較多且彎曲半徑較小,因此需要光纖在較小的彎曲半徑下仍然能夠保證傳輸性能,即具備彎曲不敏感特性。萬兆多模光纖的彎曲不敏感特性研究始于G.657 彎曲不敏感單模光纖的光學(xué)特性分析,因此也類似G.657光纖在芯層和包層之間的位置添加一個類似“溝槽”的低折射率區(qū)域,使光波導(dǎo)在極小彎曲半徑下也能將光功率限制在芯區(qū)中不泄露。“溝槽”結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和相對折射率差,對不同彎曲半徑條件響應(yīng)程度不同,制造這一個低折射率區(qū)域需要通過設(shè)計和工藝來實現(xiàn)。最大程度地使“溝槽”變深,并合理擴(kuò)寬其“寬度”,可以有效提升光纖抗彎性能。

目前抗彎多模光纖主要采用PCVD工藝結(jié)合高濃度氟摻雜來實現(xiàn)上述技術(shù)特性。PCVD工藝采用微波激發(fā)原料,可以在制造過程中提高氟元素在石英中的溶解度,制造出預(yù)制棒”溝槽”的深度遠(yuǎn)優(yōu)于其他制棒技術(shù)。同時PCVD工藝采用逐層沉積方式,工藝全過程歷經(jīng)上萬次沉積,每層厚度在微米級別,因此非常適合制造折射率結(jié)構(gòu)精細(xì),對模式帶寬要求高的萬兆多模光纖。

烽火通信在具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第四代和第五代PCVD光纖預(yù)制棒系統(tǒng)基礎(chǔ)上,從設(shè)備、制造、品質(zhì)和服務(wù)四個角度進(jìn)行深度開發(fā),成功研制出彎曲不敏感型的萬兆多模光纖(以下簡稱抗彎OM3光纖)。產(chǎn)品已經(jīng)用于百度數(shù)據(jù)中心項目中,打破了某國際巨頭獨家供貨的壟斷局面。經(jīng)測試,烽火抗彎OM3光纖制成的MPO光纜插損值較低,和該巨頭光纖水平相當(dāng);彎曲損耗方面還略勝一籌。未來階段,烽火通信還將繼續(xù)推動抗彎OM3光纖產(chǎn)品的應(yīng)用,廣泛聯(lián)合互聯(lián)網(wǎng)廠商在數(shù)據(jù)中心發(fā)掘多模光纖更大的潛力

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