我們不斷聽(tīng)到有關(guān)在世界各地建設(shè)面向未來(lái)的5G和FTTH網(wǎng)絡(luò)的消息。這些網(wǎng)絡(luò)的核心是數(shù)據(jù)中心到數(shù)據(jù)中心的連接，以及芯片到芯片的連接。

但究竟是什么讓這些連接和網(wǎng)絡(luò)面向未來(lái)呢?我們的想法是，它們應(yīng)該能夠支持不斷增長(zhǎng)的互連光纜速度，達(dá)到100GB/s甚至更高。速度越快，就越有能力滿足人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、視頻流和超融合等新興技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)永無(wú)止境的需求。

該領(lǐng)域最有前途的技術(shù)之一是光互連。與傳統(tǒng)的銅基互連不同，光互連使用光通過(guò)光纖傳輸數(shù)據(jù)，提供更快的速度和更長(zhǎng)的距離。集成光互連旨在滿足低成本、高能效、高帶寬的互連需求，特別是在數(shù)據(jù)中心用于服務(wù)器通信。

作為一種后繼技術(shù)，光互連的好處很多。在本文中，我們將探討光互連技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，以及它在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中變得越來(lái)越重要的原因。

典型的光互連由什么組成?

想象一下一束光纖電纜，它們連接到不同硬件之間的收發(fā)器。這些收發(fā)器由一組激光器和探測(cè)器組成，配備了接收和傳輸光信號(hào)的設(shè)備。這些收發(fā)器的規(guī)格也在不斷變化，這取決于多種要求:形狀因素、規(guī)格、速度、協(xié)議等。

但這還不是全部。光互連還包括用于特定應(yīng)用的多種類別的設(shè)備。其中包括從光纖端接盒和接頭盒，到跳線和整套光纖管理系統(tǒng)的一切。這些光互連產(chǎn)品通常設(shè)計(jì)為模塊化、可定制的解決方案，可以插入現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)以增強(qiáng)其性能。

因此，光互連在不同程度的距離上連接硬件。它們可以橋接長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，或更常見(jiàn)的是連接數(shù)據(jù)中心。光互連在有線和無(wú)線接入網(wǎng)中也有應(yīng)用。最終，使光互連如此受歡迎的主要優(yōu)點(diǎn)是低延遲，提高功率效率和更高的吞吐量。

光互連技術(shù)的6個(gè)主要優(yōu)勢(shì)

1、速度更快，帶寬更大

越來(lái)越多的企業(yè)正在轉(zhuǎn)向云，到2025年，僅通過(guò)連接設(shè)備產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量就將達(dá)到79.4zb。這就更加強(qiáng)調(diào)升級(jí)數(shù)據(jù)中心的容量、速度和可用性。光互連技術(shù)最明顯的好處之一是，它可以實(shí)現(xiàn)更高的帶寬和更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。

由于光的傳播速度比電快得多，因此光互連可以比傳統(tǒng)的銅基互連，以更高的速度傳輸數(shù)據(jù)。事實(shí)上，現(xiàn)代光互連可以以高達(dá)100Gbps的速度傳輸數(shù)據(jù)，這比傳統(tǒng)的銅基互連快10倍。隨著光互連優(yōu)勢(shì)的不斷發(fā)展，這一速度可以進(jìn)一步提升到800G甚至更高。

2、距離

距離是通信系統(tǒng)的另一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)的銅基互連在傳輸數(shù)據(jù)的距離方面受到限制。因此，隨著帶寬要求的增加，信號(hào)在較長(zhǎng)距離上變差。

然而，光互連能夠在更長(zhǎng)的距離上傳輸數(shù)據(jù)，而不會(huì)損失信號(hào)質(zhì)量。這是因?yàn)楣饫w由玻璃或塑料制成，不導(dǎo)電，并且不受電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)的影響。這意味著光互連可以在幾英里的距離上傳輸數(shù)據(jù)，而不需要信號(hào)放大器或中繼器。

3、可靠耐用性

光互連技術(shù)的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是其可靠性和耐用性。光纖由玻璃或塑料制成，比傳統(tǒng)的銅線更耐用。它們還不受EMI和RFI的影響，這意味著它們不太可能受到天氣或電涌等外部因素的影響。這使得光互連，成為傳統(tǒng)銅基互連無(wú)法可靠運(yùn)行的惡劣環(huán)境的理想選擇。

4、成本效益和能源效率

雖然光互連的初始成本可能比傳統(tǒng)的銅基互連更高，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它們可能更具成本效益。這是因?yàn)楣饣ミB的壽命比傳統(tǒng)的銅基互連更長(zhǎng)。

它們還具有較低的維護(hù)成本和功耗。這是因?yàn)楣庑盘?hào)可以傳播更長(zhǎng)的距離而不需要放大，這可以通過(guò)低傳輸功率來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著時(shí)間的推移，這將產(chǎn)生顯著的節(jié)省。事實(shí)上，一項(xiàng)研究已經(jīng)證明，數(shù)據(jù)中心的全光網(wǎng)絡(luò)可以節(jié)省高達(dá)75%的能源。

5、模塊化和可升級(jí)性

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的分解是我們眼前展現(xiàn)的另一個(gè)關(guān)鍵范例。這也得益于光互連技術(shù)的無(wú)縫集成所提供的推動(dòng)力。由于其模塊化和“即插即用”特性，光互連束可以靈活地插入現(xiàn)有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，而不會(huì)出現(xiàn)任何兼容性問(wèn)題。這為支持400G、800G和1.6T以太網(wǎng)鋪平了道路。

6、減少網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷

管理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施不斷增長(zhǎng)的能源和功耗需求意味著減少網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷。這就是更小的外形和重量減輕的光纖互連派上用場(chǎng)的地方。通過(guò)實(shí)現(xiàn)光互連，我們可以減少散熱和網(wǎng)絡(luò)布線。此外，光互連也有利于利用平面架構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷。

總結(jié)

光互連技術(shù)不斷發(fā)展，預(yù)計(jì)到2025年，全球光互連市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到171億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為13.7%。

一個(gè)特別令人感興趣的領(lǐng)域是增加帶寬的潛力。隨著互聯(lián)網(wǎng)使用的增長(zhǎng)和對(duì)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的需求不斷增加，對(duì)帶寬的需求比以往任何時(shí)候都要大。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不斷增長(zhǎng)的機(jī)器對(duì)機(jī)器流量將進(jìn)一步加劇這種情況。

光互連未來(lái)優(yōu)勢(shì)的另一個(gè)領(lǐng)域是新應(yīng)用的潛力。例如，光互連可用于醫(yī)療儀器中傳輸高分辨率圖像，或用于自動(dòng)駕駛車輛中實(shí)時(shí)傳輸大量數(shù)據(jù)。光互連技術(shù)已經(jīng)通過(guò)集成光子學(xué)改進(jìn)了芯片和處理器級(jí)別的短距離通信。

這些只是光互連提供的多種可能性的幾個(gè)例子。隨著許多企業(yè)推動(dòng)這一領(lǐng)域的創(chuàng)新，我們預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)看到更多的發(fā)展。我們廣泛的模塊化、即插即用、可定制且高度兼容的光互連產(chǎn)品組合，已為擴(kuò)大光纖部署做好了準(zhǔn)備。