康宁光通信陈皓：支持800G/1.6T VCSEL连接方案的多模光纤演进

7/22/2024，光纤在线讯，由CIOE中国国际光电博览会&C114通信网联合举办的“智能光网络技术专场”线上论坛如期举办。在论坛上，康宁光通信市场发展总监陈皓与大家共同探讨在AI大模型驱动下，高速光连接迎来的新一轮的技术革新。同时，陈皓向大家汇报了康宁在支持800G/1.6T VCSEL连接方案的多模光纤演进方面所作的探索和实践。

      
AI大模型驱动光模块走上快车道
    生成式人工智能的出现，标志着人工智能进入大模型时代。海量数据和算力推动了AI网络高速连接需求的快速增长。同时，基于GPU连接的AI网络连接也更为复杂，对网络带宽、时延和可靠性提出更高的要求。

      
    陈皓表示，AI网络对高速光连接的需求反映到光通信行业，则具体表现为400G和800G光模块和连接组件市场的快速增长。他透露，从去年开始，光通信产业链深切体会到高速光模块的快速增长对产业链的影响。一些头部光通信企业订单量激增，核心电芯片、光芯片，高端连接器都严重缺货。

    据了解，目前800G光模块和部分400G光模块采用单通道100G速率。据以太网联盟高速光模块标准总结报告中显示，基于单通道100G结合多通道并行技术的标准已大部分完成，单通道200G的标准工作也正在制定中。

    在AI集群内部连接中，许多使用400G和800G光模块构建的短距离链路采用VCSEL多模连接方案。主要是因为VCSEL多模连接方案具有低成本和低功耗两方面的优势，其性能优势在云数据中心中的广泛部署中已经得到验证。

    此外陈皓表示，目前多模方案正向800G/1.6T演进，主要通过以下三个方面来实现：1、增加通道数量（光纤芯数2f->8f->16f->32f）；2、增加单通道速率（50G->100G-> 200G）；3、增加光纤利用效率，单纤双向(BiDi)技术可节约一半的光纤。

传统多模光纤面临重重挑战

      
    陈皓表示，虽然在面向400G和800G短距传输中，多模连接方案在成本和功耗上与单模连接方案相比优势凸显，但在实际部署过程中，采用单通道100G多模方案仍面临两个挑战：其一，高速VCSEL中心波长有向860nm和870nm方向偏移的趋势，传统的OM4光纤在长波长的带宽无法支持100米的传输距离，而采用价格昂贵的OM5 光纤，或将失去多模方案在成本上的优势。其二，如采用单纤双向的传输方案，传统的OM4光纤的传输距离会下降到45米和70米，达不到业界要求的70米和100米传输距离。

    陈皓具体介绍，这和多模光纤的带宽特性相关，IEC仅定义了OM3/4光纤在850nm的模式带宽，而大于850nm波长的模式带宽会快速下降。光纤链路带宽反映的系统传输性能显示，OM4光纤工作在波长大于863nm范围时，单通道100G系统存在链路带宽小于IEEE标准要求的18GHz风险，因此需提高光纤860nm ~870nm 的模式带宽，以确保OM4光纤满足100米传输所需的18GHz 链路带宽要求。对于单纤双向应用，还需要对910nm波长的模式带宽进行定义和要求。

OM3/4 TX光纤优势凸显
    为解决多模光纤部署中链路带宽存在的上诉难点，康宁率先在提出了HDR多模光纤的概念，基于这个概念，康宁研发出针对高速VCSEL优化的HDR多模光纤产品——ClearCurve? OM3/4 XT光纤。

    ClearCurve? OM4 XT光纤在850-910nm 范围内模式带宽和OM5 一致，优于标准的OM4光纤，可帮助改善波长偏移的100G VCSEL的传输距离，而成本上比OM5 光纤有较大优势。陈皓介绍，OM3 XT可支持80米传输距离；OM4 XT可支持100米传输距离。此外，ClearCurve? OM3/4 XT光纤还支持Terabit BiDi方案，极大的改善了800G BiDi/1.6T BiDi的传输距离。

      
    陈皓透露，目前业界正在开发支持单通道200G的VCSEL产品，预计2025年商用。为提高单通道200G VCSEL产品的速率和带宽，中心波长存在向更长波长偏移的可能。而康宁ClearCurve? OM3/4 XT光纤产品是针对850-910nm波长内的优化，可更好的支持200G/lane VCSEL 长波长处模式带宽的潜在要求。

    在实际的链路测试中，通过OM4 XT和标准OM5 两种光纤在100G BiDi 和 800G BiDi 传输中的性能对比试验，验证了OM4 XT光纤具有与OM5光纤相当的性能, 可以很好的支持800G BiDi系统实现100米的传输。

    在会上，陈皓介绍了康宁与产业链合作伙伴基于OM4 XT的800G SR4.2 传输系统的合作，充分显示出OM4 XT优异性能和强大的生态支持。此外，陈皓还介绍，康宁与思科合作发布的ClearCurve? OM3 XT and OM4 XT 技术白皮书，可供业内人士下载。

    演讲最后，陈皓总结到，面向400G和800G短距传输，OM3/4 XT光纤方案是单通道100G的优先选择，满足80/100米传输距离的要求。也可以更好的支持未来单通道200GVCSEL。相信OM3/4 XT光纤能够比传统的多模光纤支持800G /1.6T高速光模块实现更远的传输距离，更低的功耗和更具成本优势的高速连接，支持AI网络的演进需求。