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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 光纖頭

如何延展你的數據中心多模光纖網絡

發布日期：2022-04-17 點擊率：76

　　1.前言

　　多模光纖依然是數據中心中首選的較為經濟的布線介質，這是由于數據中心中那些相對較短鏈路都在利用低成本收發器所帶來的優勢。當多模光纖成為經濟性的首選時，對于那些可能存在的較長的鏈路（如大于300米）和需要多個連接（增加插入損耗）的情形，它可能被認為有局限性，在本文中，我們將主要對那些超出通道長度和損耗的標準規定的可能性進行一些討論。

　　衰減與帶寬相互依存的類比論證

　　在文章中的字詞可以被大腦解讀，黑色的曲線和直線的形狀（文字）一定是可辨識的。為了使其發生,需要具備兩個基本要求:文字必須足夠亮,這樣他們可以到達眼睛中的傳感部位,和圖像必須聚焦,大腦可以識別形狀。將其類比為這三個過程：1) 將這些字符認為是類似于光纖中的光脈沖（信息）；2)眼睛對光亮度的依賴關系，像接收機的靈敏度和信號衰減的影響（信號強度）和3)焦距或由于帶寬限制帶來相關畸變而在接收機形成的合成信號的模糊圖像 (信號純度)。

　　在我大部分時間都有很好的視力之后，45歲時候，我開始面臨遠視的困擾（不能近距離地聚焦在某一事物上，也就是，我需要老花鏡）。第一次注意到這個情形是由于我在設法通過CD上的版權日期以確認歌曲專輯的登記日期，我需要將CD移至遠離我正常的閱讀距離，才能實現文字的聚焦。近期則更多的是與我工作有關的，當我在與各種的光纖連接器或微小導管等產品工作時，我感受到了“無法將光纖與細小的孔徑配合”的綜合征。

　　有些聚焦問題是可以使用更明亮些的補償光源(照明燈)，不過,這種增加光源的補償方式對于聚焦問題的幫助也是有限的。增強亮度是選擇方法之一，我可能還需要做的是將目標移動到適當的焦距位置（如同我看CD 盒一樣）。對于任何一個有遠視的人都知道，確保能夠看得清楚的解決方案，需要采取以下的一種措施：

　　1) 調整光源亮級以及眼睛和目標物體間的距離直到找到看得清楚的最佳位置。

　　2) 買付眼鏡！

　　就像是光強度和眼睛焦距的關系一樣，在逐漸衰減的信號強度（多數是因為光纖和連接器的衰減）和光纖的距離限制（多數是由于光纖的帶寬）之間也存在類似的關系，特別是對于不斷提高的傳輸速度，為數不多的解決方案是：

　　1) 提高光脈沖的強度和/或縮短光源和光接收機之間的距離以確保正常工作狀態。

　　2) 升級你的系統！

　　在閱讀時的光亮與焦距之間的關系不是線性的，在光亮度非常低的地方，即使文字在我的視覺的焦距窗口之中，也仍然無法看清形狀。同樣地，如果光強度是理想的，但是文字不在我的焦距窗口之內，也是無法閱讀這些打印的文字的。

　　在10G 光纖鏈路中，為了讓光接收機收到并讀懂光脈沖，我們需要確保光強度和“聚焦”之間的關系維持在一個理想的工作點。就如同隨年齡變化的視力一樣，老化的收發器也不得不受限于隨時間衰落的性能，相對于產品的初期使用而言，這時受到帶寬和損耗的影響會更加明顯。

　　IEEE的模型模擬了幾個參數和由此構成的光接收機的性能，并闡述光脈沖通過光纖傳輸。康寧公司則使用改進了部分參數和康寧公司系統組件的相同模型，這個模型可以實現一個超越IEEE保守參數模型的更有信心的設計，允許擴展距離（更長的鏈路）和更高的通道損耗（更多連接）的解決方案。本文提供了一個對模型的深度解析和康寧的降階評估表輸出從而使系統設計師可以找到理想的臨界點和對于他們的網絡真正的極限。

　　2. 背景/初衷

　　我們看到如表1所示，大約每5-7年LAN和SAN協議的傳輸速度有一個階躍變化的增長，但是系統設計師通常會因為要提升速率而被迫降低信道的長度和損耗。采用多模光纖標準，比如以太網和光纖通道通常定義了基于最長距離下的最大信道衰減，但是如果信道的損耗高于或距離長于給定的光纖類型上的規定值，那么這些標準是沒有提供相應的選項。表2總結了在數據中心中多模光纖上運行的較為常用的一些協議的最大信道距離和衰減極限值，如果使用合理的設計工具或者高性能的系統部件，即使在超過鏈路長度和衰減限值的情況下，也仍然是可以實現一個全速率傳輸的網絡。