隨著數據中心、大數據、云計算等領域的高速發展，各種新應用也層出不窮。今天，筆者為大家講解一下網絡傳輸層面的低損耗光纖系統。

低損耗光纖在一些公司的宣傳中也叫零損耗光纖，實際上只是把損耗降到了目前能做到的最低，完全沒有是不可能的。首先我們看一下數據中心對于光纖網絡的需求，包括光纖帶寬的日益增長和不同規模數據中心中布線設計及結構設計的復雜性。

我們從下面圖表可以看出，90年代，水平布線還是10兆的網絡，匯聚部分采用的是100M的網絡;到了2000年，隨著網絡帶寬的提高以及網絡端口成本的降低，水平布線達到了100兆網絡，匯聚部分則采用了1000兆帶寬的網絡;06年左右隨著千兆以太網成本的降低和萬兆以太網的出現，水平部分基本都是采用一千兆的網絡，而主干采用萬兆網絡。

現在的數據中心，隨著傳輸信息量的不斷增加，以及網絡端口成本的降低，數據中心標準所推薦的產品在水平部分已經達到了萬兆以太網的要求，主干部分則推薦更高的40G或100G以太網。

大家可以看到，網絡是伴隨著我們需求的不斷提高和新的產品的研發，而更加快速的增長。

數據中心里的核心設備是服務器，下圖展示的圖表是服務器光纖網絡接口的變化：

左側深藍色部分代表100兆網絡，深紅色代表千兆網絡，黃色代表萬兆網絡，淺藍色和紫色代表40G和100G網絡，我們可以看到在2014年，隨著10G端口成本的降低，1G的端口基本處于被淘汰的階段。在10G的端口成為主流的同時，40G已經開始出現，并隨著成本的不斷降低，在未來幾年里將慢慢占據重要地位。

網絡速度的不斷提高，將對我們的系統造成什么樣的影響呢?最大的影響將是光纖網絡本身對于傳輸介質的要求將會越來越高，其中最主要的一個指標就是光纖鏈路的損耗，也就是我們常說的光纖衰減。

那么我們來看一下一些主流高速光纖網絡對光纖損耗的要求：

IEEE發布的光纖以太網對損耗的要求：10G以太網需采用OM3光纖傳輸，最遠距離達到300米，光纖鏈路的損耗最高不能超過2.6dB，40G以太網和100G以太網，采用OM3光纖可以傳輸100米的距離，損耗最高不能超過1.9dB。采用OM4光纖可以傳輸到150米的距離，損耗不能超過1.5dB

除此以外，對于多模光纖網絡，我們之前的研討會介紹過，只能采用12芯或者24芯MPO這種預端接的方式傳輸。普通的LC連接器已經沒有辦法支持了。

除了以太網，數據中心還會經常用到存儲網絡的光纖通道，也就是FiberChannel這種網絡，對于8G光纖通道，最高損耗不能超過2.19dB/2.22dB，16G的光纖通道不能超過1.95dB/1.97dB。

傳輸距離的概念大家比較清楚，那損耗的參數代表什么呢?損耗其實就是光信號在光纖中的衰減，測量的方法可以采用發射端的光信號減去接受端的光信號，得到的數值，經過一定的計算公式，就轉換成了我們所說的損耗值。

那么越高的損耗意味著光信號衰減越高，而光纖鏈路中損耗比例戰的最大的是連接器部分，比如一個耦合器的損耗，標準要求是最高0.75dB。一般情況下一條光纖鏈路中都會包含多個耦合器，而100米的光纜最大的衰減是不能超過0.35dB的，所以一個光纖鏈路連接部分的優劣將直接影響光纖鏈路整體的損耗和所能支持的網絡和傳輸能力。

上面我們討論了對于數據中心光纖網絡衰減方面的需求，現在隨著數據中心的規模不斷增大，所涉及到的網絡不斷擴展，在光纖布線的結構上的需求也越來越復雜。

更加復雜的結構也對光纖網絡的設計起到極為重要的作用。

下面這張圖是一個很典型的數據中心光纖網絡，左面是LAN網也就是以太網，右面是SAN網，也就是存儲網，這兩個網絡的光纖同時匯聚到中間的光纖配線柜中，然后通過跳接的方式在光纖配線柜對各個網絡端口進行集中管理。

這種集中管理的方式將有源設備機柜和布線機柜分隔開，增加了設備的安全性和線纜的易操作性。但這種結構就要求光纖鏈路中存在多次的跳接及鏈路中的連接次數，而連接器的數量及總的衰減也將相應的增加。這就將對光纖信道的衰減提出更高的要求。

在一個典型的一條鏈路中包含四次跳接的案例中，設備區的光纖通過MPO光纜和模塊盒連接至單獨劃定的主配線區，網絡設備交換機同樣通過MPO光纜和模塊盒的形式連接至主配線區。交換機和設備之間的跳接就存在四個MPO模塊盒。這種設計方式目前已經應用在很多大型的、網絡結構復雜或者安全性要求高的數據中心。