在当今的超大规模数据中心中，光纤传输速度可以超过800Gbps（甚至1.6Tbps都是可能的，但尚未广泛采用），而过时的铜缆虽然可以达到10Gbps，甚至40Gbps，但有很多限制。尽管光纤的容量得到了增强，但仍需要更多的创新来满足全球不断增长的数据需求。例如，最近的创新包括空心光纤、空分复用 (SDM) 和抗弯曲光纤等等。
接下来，我们来聊聊光纤技术的创新如何推动未来超大规模设施中的无缝数据流，并扩展了数字领导者即将面临的挑战。
空心光纤：空心光缆新时代
虽然光纤的基本概念可以追溯到 19 世纪，但直到 20 世纪中叶，制造技术的限制才阻碍了低损耗光纤电缆的生产。这些早期的光纤太不纯净，无法可靠地传输信号。然而，在二十年之内，重大进步，特别是像高锟博士这样的研究人员取得的重大进步，帮助克服了这些限制，导致了现代光纤电缆和通过光穿过玻璃的高速通信的发展。今天，当我们努力追求更强大的功能时，我们迎来了光纤发展的下一步：空心光纤。
虽然光纤可以承载更高的光功率水平，但最好的空心芯光纤仍然比最好的传统光纤有更高的损耗，这意味着远距离链路的建立还不现实。
空分复用：未来的形态
空分复用 (SDM.Space division multi-plexing) 是传统波分复用 (WDM.wavelength division multiplexing) 的下一步。简单来说，WDM 使用不同波长的光通过单根光纤电缆传输数据。然而，这个过程面临着独特的挑战，包括串扰、放大要求（以及相关成本）以及防止波长漂移的持续监控工作。
相比之下，SDM 技术使用不同的光横截面“形状”在单根光缆内创建多个描绘的路径，通过减少孤立通道故障对光缆中其他空间路径的连锁影响来提高整体系统可靠性。
抗弯曲纤维：灵活的游戏规则改变者
通常，光缆的最大弯曲应力约为光缆护套外径的十到二十倍。例如，如果电缆直径为 2 毫米，则电缆的理论弯曲半径将等于 20-40 毫米。此弯曲量足以使较小直径的电缆能够绕过物体而不会影响信号强度，但超过此弯曲半径，信号纯度可能会降低。
数字化领导者必须根据具体情况解决与数据中心环境内大型高纤芯电缆相关的独特操作和部署挑战，通常需要昂贵的资源进行现场规划。解决方案是抗弯曲电缆（或弯曲不敏感光纤）。
抗弯曲光纤布线的主要优点是简化安装——抗弯曲允许在任何数据中心环境中轻松布线，这反过来又为更有效地利用数据中心空白空间铺平了道路。
人工智能和光纤连接：协作与共同创新
全球对数据的需求不断增长，对带宽和超大规模处理满足需求的前所未有的计算方面的能力提出了额外的期望。
光纤技术的创新建立在现有解决方案的基础上，以稳定、持续地提高连接水平。与此同时，业界需要在平台互操作性方面取得新的、针对特定用途的进步，以确保所有系统的兼容性。新兴光纤技术的协作和共同创新以及人工智能网络和数据交换的进步齐头并进，以确保高效的通信和设备支持。
通过这种方式，光纤技术、组件和人工智能系统之间的持续兼容性确保了未来超大规模数据中心所需的百亿亿级连接数量（与超低延迟连接相结合）。
多芯光纤：数据中心吞吐量
多芯光纤 (MCF.Multi-core fibers) 在同一光纤束中部署多个纤芯，以提高数据容量。 MCF 的进步使得单根光缆内能够同时进行双向数据传输。 MCF 给最终用户带来的明显好处是在更小的空间内增加了容量。需要高速双向通信的数据密集型服务和应用程序（例如云计算和交互式流媒体服务）受益于增强的带宽容量，以实现高性能吞吐量。
光纤创新：主要挑战
为了跟上不断增长的网络带宽需求，并探索数据传输的进步（例如，正交频分复用或 OFDM，采用光纤子通道来最大限度地减少信号失真）， 数字领导者和超大规模企业必须首先优先考虑并克服许多宏观问题。应对影响行业的关键挑战。信号放大、色散补偿和增加传输距离可能是目标，但要实现这一目标，我们必须首先关注以下先进光纤网络安全挑战：
窃听：访问光纤以拦截数据端口监控：访问现场端口以在连接点获取数据外来波长：劫持光缆以限制合法波长的性能信号干扰：增加数据中心串扰以压倒和拒绝合法传输服务拒绝：攻击包括淹没网络数据，造成活动瓶颈并影响性能总结：快车道越来越快
光纤技术的创新旨在增强超大规模网络性能，同时降低许多已知的安装、连接、可扩展性、维护和升级的复杂性。到 2025 年，全球对数据的需求将超过 180 ZB ，其中 1 ZB 等于 1 万亿 GB——ZB 时代意味着海量数据。有人估计，在 YouTube 上观看所有视频将需要17,000 多年的时间。 未来，为了确保行业与不断增长的数据需求同步发展，光纤技术的创新必须继续加快速度。
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