数据中心为何建议选用多模光缆

随着移动互联网、物联网以及云计算的广泛应用，数据流量呈爆炸性增长，根据以太网联盟 (Ethernet Alliance)给出的数据分析表明，我们对数据传输技术的需求处于400Gbps阶段，未来可能会向800Gbps甚至1.6Tbps的方向发展。数据中心的硬件加速、人工智能和深度学习、虚拟现实等应用都将提出更高的网络传输带宽要求。迫使数据中心网络传输快速迁移到更高速率传输的下一代互连技术。高速率的数据中心离不开高速率高等级的综合布线系统。数据中心网络采用高速光纤、铜线等传输介质，可以实现极高的传输速率，这使得数据中心网络能够满足大量数据传输的需求，支持高清视频、大数据处理等高性能应用。

数据中心

数据中心是一个集中的物理空间，用于存储和处理大量的数据、服务器和网络设备。

它提供了电力冷却、网络连接和物理安全等基础设施以支持各种计算任务。数据中心的关键组件包括路由器、交换机、防火墙、存储系统、服务器、监控设备和各种类型应用程序。

数据中心布线

《GB50174-2017》数据中心设计规范中规定对于承担数据业务的主干和水平子系统应采用OM3、OM4多模光缆，单模光缆或者6A以上对绞电缆。

下图为：《GB50174-2017》数据中心设计规范当中综合布线要求：

光纤

光纤作为综合布线重要传输媒介，主要分为两大类：单模 (SMF) 光纤和多模(MMF) 光纤。虽然标准上建议了数据中心光纤布线当中即可使用多模光纤亦可使用单模光纤，但是对于光纤的选择，大部分数据中心客户选择使用多模OM3/OM4光纤，而不选择使用单模光纤。

单模(SM)光纤和多模(MM)光纤的区别?

物理结构

-- 纤芯直径

多模光纤纤芯直径为：62.5/50μm

单模光纤纤芯直径为：9μm

传输原理

1、发光设备

单模发光设备一般采用激光器或激光二极管作为光源。单模激光器适用于需要高精度、高分辨率和长传输距离的应用，如光纤通信、激光雷达、激光打标、激光雕刻等。

多模发光设备一般采用LED(发光二极管)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为光源。

多模发光器适用于对光束质量均匀性有要求、成本较低的一般应用，如医学激光、科研分析、激光切割、焊接等。

如图：单模激光的能量比较集中，多模激光的能量比较平均。相同的激光功率经同一光学系统聚焦后，单模激光在焦点处的能量远高于多模激光，多模光束质量明显不如单模光束。与单模激光器相比，多模激光器具有更大的色散和更多的能量损失，所以多模激光器不是长距离传输的好选择。

2、传输模式

单模光纤纤芯直径小，只能在给定的工作波长下以单模传输，传输频率宽，传输容量大。

多模光纤是一种能够在给定工作波长下以多种模式同时传输的光纤。

传输性能

1、传输距离

下图为《GB 50311-2016综合布线系统工程设计规范》光纤网络应用的信道传输衰减指标与传输距离。可以看出在相同应用、速率下，单模光纤的传输距离比多模光纤要远得多。

2、传输速率

目前数据中心传输应用当中，单模光纤和多模光纤(OM3、OM4、OM5)均能够支持所有网络10Gbps/40Gbps/100Gbps/200Gbps/400Gbps/800Gbps应用类型。

数据中心选择光纤时的考虑因素

传输速率

国内数据中心内的服务器端口速率已迈入从10Gbps/25Gbps向100Gbps及更高速率的过度阶段，一些中大型数据中心已经在部署400Gbps传输连接，一些超大规模数据中心甚至已经在规划未来的800Gbps网络传输。由此可见用户在选择光纤的时候，传输速率最少不能低于25Gbps，而且要有400Gbps传输甚至800Gbps传输的潜力。

在目前市场上：单模光纤和多模光纤均可以支持10Gbps/40Gbps/100Gbps/200Gbps/400Gbps/800Gbps网络应用类型，所以在都满足传输速率的情况下，用户在选择光纤的时候更多会参考其他因素;

传输距离

从400Gbps传输应用可以看出，多模光纤的传输距离只有100米，而单模光纤的传输距离最多可以做到10000米。所以数据中心在选择光纤的时候要考虑到传输的距离，如需要传输100米以上，建议选择单模光纤。如传输距离在100米以内，可选择采用多模光纤。

综合成本上

1.光纤造价上：多模光纤比单模光纤的纤芯尺寸大得多，所以多模光纤成本比较高;

2.发光器造价上：单模激光器的精度更高，分辨率更高，传输距离更远。所以在同样的传输速率下，单模激光器造价往往会比多模激光器要高。多模光纤已经从使用 LED 光源针对每秒数兆比特的传输进行优化发展到针对使用 850m VCSEL(垂直腔面发射激光器)的多千兆传输进行优化，这往往比单模同类激光器更实惠;

3.多模光纤的优势还来自其核心尺寸。它的纤芯尺寸比单模光纤大得多，因此它可以引导多种模式，并且更擅长从收发器捕获光。因此，尽管多模光纤本身的成本较高，但由于连接、安装、低功耗以及持续维护和可用性的成本较低。

综合来看，多模光纤的综合造价成本会比单模光纤低。

单模光纤与多模光纤无论在纤芯直径、传输原理、传输距离、工作波长上都有所区别;而多模光纤在相对较短或更短的距离上传输高数据速率100Gbps/400Gbps/800Gbps的低成本方式，长期以来一直是数据中心网络的中流砥柱，因为它能够为服务器、交换机和存储之间的高速连接提供更经济的系统，所以短距离传输的数据中心会更建议使用多模光纤传输。

审核编辑 黄宇