9/30/2015，據(jù)日京BP報道，富士通研究所開發(fā)出了通過改進(jìn)光波導(dǎo)，延長服務(wù)器間光通信距離的新技術(shù)。通過采用這項技術(shù)，在沿用現(xiàn)有光纖的情況下，傳輸距離可增至過去的兩倍。該公司接下來將研究采用該技術(shù)的光發(fā)送器的小型化，力爭在2017年度投入實用。這項技術(shù)將在9月27日～10月1日于西班牙舉辦的光通信領(lǐng)域國際會議“41st European Conference on Optical Communication（ECOC 2015）”上發(fā)表。

背景是數(shù)據(jù)中心的大型化

       在數(shù)據(jù)中心，隨著通信量的增大，服務(wù)器之間使用光纖通信的情況增多。而且，數(shù)據(jù)中心向大型化發(fā)展，建筑面積增大的趨勢明顯。新技術(shù)可滿足不經(jīng)由放大信號的中繼器等昂貴的裝置、在大型數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器之間實現(xiàn)快速連接的需求。

       在數(shù)據(jù)中心，高速連接都是使用25Gbps的光收發(fā)器，廣泛使用的是“多模光纖”。當(dāng)傳輸速度為25Gbps時，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下使用這種光纖，最長可傳輸約100m。

       多模光纖在傳輸時，會將光源射入光纖的光分成傳輸路徑各異的幾種模態(tài)。不同模態(tài)的光到達(dá)接收端的時間差被稱作“模色散”，模色散增大會降低光信號的品質(zhì)，縮短傳輸距離。雖然市面上也有模色散小的特殊光纖，但價格約是現(xiàn)有多模光纖的1.5倍。除此之外，可行的方法還有使用只有1個傳輸模態(tài)的“單模光纖”、通過數(shù)字處理補償信號劣化等，但成本都比較高，不適合需要使用低成本材料的數(shù)據(jù)中心。
 

利用中繼光波導(dǎo)降低成本

    圖1：利用“細(xì)”波導(dǎo)減少傳輸模態(tài)

    為此，富士通研究所開發(fā)出了在沿用現(xiàn)有多模光纖及其通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，降低模色散的新技術(shù)。通過設(shè)置芯線比通常的多模光纖更細(xì)的光波導(dǎo)，遏制抵達(dá)時間長的傳輸模態(tài)的發(fā)生。信號光在穿過波導(dǎo)進(jìn)入通常的多模光纖后，低速傳輸模態(tài)的產(chǎn)生依然受到遏制，各模態(tài)的光到達(dá)接收端的時間差總體變小。得到的結(jié)果是，信號的劣化減少，可以延長傳輸距離。其機制如圖1所示。富士通研究所從成本和效果兩個方面斷定，波導(dǎo)芯線的直徑應(yīng)為25μm注1）。

       注1）富士通研究所首先分別以透鏡、中繼光波導(dǎo)、多模光纖為對象，開發(fā)分析傳輸模態(tài)變化的技術(shù)，然后根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計出了這種芯線直徑為25μm的中繼光波導(dǎo)。

圖2：2017年投入實用
試制的光發(fā)送器的外觀與結(jié)構(gòu)。只需更換發(fā)送端的光發(fā)送器，即可延長服務(wù)器之間的傳輸距離。（圖：富士通研究所）
       采用這種新技術(shù)的設(shè)置了中繼光波導(dǎo)的送信器的試制品如圖2所示。使用試制品評價新技術(shù)的結(jié)果顯示，當(dāng)傳輸速度為25Gbps時，傳輸距離達(dá)到過去的2倍，約為200m（圖3）。當(dāng)傳輸速度為40Gbps時，原本約為40～50m的傳輸距離增加到了100m。富士通研究所計算機系統(tǒng)研究所新一代計算機系統(tǒng)項目主任研究員山本毅介紹說：“光通信的距離擴大到兩倍后，連接的服務(wù)器最多可達(dá)到過去的4倍左右�！�

圖3：傳輸距離延長至過去的兩倍，達(dá)到200m
使用現(xiàn)有多模光纖的通常的光發(fā)送器與采用新技術(shù)的光發(fā)送器的性能比較。當(dāng)傳輸速度為25Gbps時，傳輸距離是過去的兩倍，達(dá)到了200m。（圖：富士通研究所） 
       利用新技術(shù)，只需更換發(fā)射端的送信器，即可延長服務(wù)器之間的傳輸距離。光纖和接收端的光收發(fā)器都可繼續(xù)使用。而且，除了中繼光波導(dǎo)的芯線直徑小以外，新型送信器的結(jié)構(gòu)與通常的送信器基本相同，制造成本變化不大。該項目主任研究員、富士通元件事業(yè)本部共通技術(shù)部器件開發(fā)部長助理井出聰說：“估計該技術(shù)的導(dǎo)入成本可以低于模色散小的光纖（價格約為通常的1.5倍）�！保ㄓ浾撸褐袓u募） ■