光纖創(chuàng)新：推動超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的無縫流動

在當(dāng)今的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中，光纖傳輸速度可以超過800Gbps（甚至1.6Tbps都是可能的，但尚未廣泛采用），而過時的銅纜雖然可以達(dá)到10Gbps，甚至40Gbps，但有很多限制。盡管光纖的容量得到了增強(qiáng)，但仍需要更多的創(chuàng)新來滿足全球不斷增長的數(shù)據(jù)需求。例如，最近的創(chuàng)新包括空心光纖、空分復(fù)用 (SDM) 和抗彎曲光纖等等。

接下來，我們來聊聊光纖技術(shù)的創(chuàng)新如何推動未來超大規(guī)模設(shè)施中的無縫數(shù)據(jù)流，并擴(kuò)展了數(shù)字領(lǐng)導(dǎo)者即將面臨的挑戰(zhàn)。

空心光纖：空心光纜新時代

雖然光纖的基本概念可以追溯到 19 世紀(jì)，但直到 20 世紀(jì)中葉，制造技術(shù)的限制才阻礙了低損耗光纖電纜的生產(chǎn)。這些早期的光纖太不純凈，無法可靠地傳輸信號。然而，在二十年之內(nèi)，重大進(jìn)步，特別是像高錕博士這樣的研究人員取得的重大進(jìn)步，幫助克服了這些限制，導(dǎo)致了現(xiàn)代光纖電纜和通過光穿過玻璃的高速通信的發(fā)展。今天，當(dāng)我們努力追求更強(qiáng)大的功能時，我們迎來了光纖發(fā)展的下一步：空心光纖。

雖然光纖可以承載更高的光功率水平，但最好的空心芯光纖仍然比最好的傳統(tǒng)光纖有更高的損耗，這意味著遠(yuǎn)距離鏈路的建立還不現(xiàn)實(shí)。

空分復(fù)用：未來的形態(tài)

空分復(fù)用 (SDM.Space division multi-plexing) 是傳統(tǒng)波分復(fù)用 (WDM.wavelength division multiplexing) 的下一步。簡單來說，WDM 使用不同波長的光通過單根光纖電纜傳輸數(shù)據(jù)。然而，這個過程面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)，包括串?dāng)_、放大要求（以及相關(guān)成本）以及防止波長漂移的持續(xù)監(jiān)控工作。

相比之下，SDM 技術(shù)使用不同的光橫截面“形狀”在單根光纜內(nèi)創(chuàng)建多個描繪的路徑，通過減少孤立通道故障對光纜中其他空間路徑的連鎖影響來提高整體系統(tǒng)可靠性。

抗彎曲纖維：靈活的游戲規(guī)則改變者

通常，光纜的最大彎曲應(yīng)力約為光纜護(hù)套外徑的十到二十倍。例如，如果電纜直徑為 2 毫米，則電纜的理論彎曲半徑將等于 20-40 毫米。此彎曲量足以使較小直徑的電纜能夠繞過物體而不會影響信號強(qiáng)度，但超過此彎曲半徑，信號純度可能會降低。

數(shù)字化領(lǐng)導(dǎo)者必須根據(jù)具體情況解決與數(shù)據(jù)中心環(huán)境內(nèi)大型高纖芯電纜相關(guān)的獨(dú)特操作和部署挑戰(zhàn)，通常需要昂貴的資源進(jìn)行現(xiàn)場規(guī)劃。解決方案是抗彎曲電纜（或彎曲不敏感光纖）。

抗彎曲光纖布線的主要優(yōu)點(diǎn)是簡化安裝——抗彎曲允許在任何數(shù)據(jù)中心環(huán)境中輕松布線，這反過來又為更有效地利用數(shù)據(jù)中心空白空間鋪平了道路。

人工智能和光纖連接：協(xié)作與共同創(chuàng)新

全球?qū)?shù)據(jù)的需求不斷增長，對帶寬和超大規(guī)模處理滿足需求的前所未有的計(jì)算方面的能力提出了額外的期望。

光纖技術(shù)的創(chuàng)新建立在現(xiàn)有解決方案的基礎(chǔ)上，以穩(wěn)定、持續(xù)地提高連接水平。與此同時，業(yè)界需要在平臺互操作性方面取得新的、針對特定用途的進(jìn)步，以確保所有系統(tǒng)的兼容性。新興光纖技術(shù)的協(xié)作和共同創(chuàng)新以及人工智能網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)交換的進(jìn)步齊頭并進(jìn)，以確保高效的通信和設(shè)備支持。

通過這種方式，光纖技術(shù)、組件和人工智能系統(tǒng)之間的持續(xù)兼容性確保了未來超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心所需的百億億級連接數(shù)量（與超低延遲連接相結(jié)合）。

多芯光纖：數(shù)據(jù)中心吞吐量

多芯光纖 (MCF.Multi-core fibers) 在同一光纖束中部署多個纖芯，以提高數(shù)據(jù)容量。 MCF 的進(jìn)步使得單根光纜內(nèi)能夠同時進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。 MCF 給最終用戶帶來的明顯好處是在更小的空間內(nèi)增加了容量。需要高速雙向通信的數(shù)據(jù)密集型服務(wù)和應(yīng)用程序（例如云計(jì)算和交互式流媒體服務(wù)）受益于增強(qiáng)的帶寬容量，以實(shí)現(xiàn)高性能吞吐量。

光纖創(chuàng)新：主要挑戰(zhàn)

為了跟上不斷增長的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，并探索數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M(jìn)步（例如，正交頻分復(fù)用或 OFDM，采用光纖子通道來最大限度地減少信號失真）， 數(shù)字領(lǐng)導(dǎo)者和超大規(guī)模企業(yè)必須首先優(yōu)先考慮并克服許多宏觀問題。應(yīng)對影響行業(yè)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。信號放大、色散補(bǔ)償和增加傳輸距離可能是目標(biāo)，但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們必須首先關(guān)注以下先進(jìn)光纖網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)：

總結(jié)：快車道越來越快

光纖技術(shù)的創(chuàng)新旨在增強(qiáng)超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)性能，同時降低許多已知的安裝、連接、可擴(kuò)展性、維護(hù)和升級的復(fù)雜性。到 2025 年，全球?qū)?shù)據(jù)的需求將超過 180 ZB ，其中 1 ZB 等于 1 萬億 GB——ZB 時代意味著海量數(shù)據(jù)。有人估計(jì)，在 YouTube 上觀看所有視頻將需要17,000 多年的時間。 未來，為了確保行業(yè)與不斷增長的數(shù)據(jù)需求同步發(fā)展，光纖技術(shù)的創(chuàng)新必須繼續(xù)加快速度。

CIBIS峰會

由千家網(wǎng)主辦的2024年第25屆CIBIS建筑智能化峰會即將開啟，本屆峰會主題為：“匯智提質(zhì)：開啟未來新篇章”。屆時，我們將攜手全球知名智能化品牌及業(yè)內(nèi)專家，共同探討物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，分享如何利用更智慧、更高效、更安全、更低碳的智慧技術(shù)，共同開啟未來美好智慧生活。

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