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錢雖然不多,但依舊是智商稅——屋內的光纖

2024-02-10科技

這件事得從剛剛的回復來講了:

很多人會覺得「光纖到房」是一件一步到位的事情,但真正對於家庭網絡來說,光纖是實實在在的「智商稅」。

甚至有的人在裝修的過程中還做過從弱電箱預埋光纖到各個房間的傻事,iN敢保證,預埋的光纖99.99%的人這輩子都用不上。

要搞清楚這件事,咱們就先大概都說一下光纖的簡史。

這是一根塑膠棒,當激光筆以一定角度將激光入射到光纖中,你就會發現激光在塑膠棒內部形成全反射現象而不會從塑膠棒的外壁透出。這時候射出的激光就沿著塑膠棒進行傳播。我們可以看到塑膠棒內激光的路徑。從嚴格的意義上來講這根塑膠棒就是一根「多模光纖(multi-mode optical fibre)」。

很多事情一旦到了微觀就變得有意思了,當光纖的直徑不斷縮小,縮小到不能滿足光波在光纖中傳播的振幅需求,這時候光纖的電磁震蕩就垂直於光纖的軸線了。光就會在光纖中震蕩而不是來回反射,這種光纖就被稱作「單模光纖(Single-mode optical fiber)」它的傳播效率更高、距離更遠、頻寬更大,而且沒有多模光纖的色散問題,實質上是最好的光纖傳輸介質。但是由於光纖直徑小,單模光纖需求的能量更大,因此多模光纖常用的LED光源就難以滿足能量需求,「點亮」單模光纖就得用到半導體激光器了——這就造成了單模光纖系統的整體造價被拉高,註意!是系統的整體造價,單模光纖本身的價格要比多模光纖便宜。

很多行業外的小白往往會望文生義,覺得「多模」比「單模」要「多」,而且多模光纖價格比單模光纖要高就自然而然的認為單模光纖不如多模光纖……買了多模光纖也就買來了心理上的優越感……

同樣,數碼小白也會覺得光纖比銅纜網線更具科技感,於是就會覺得光纖器材比銅纜器材更先進,就出現了文章前面回復的內容「一步到位」。

其實,光纖出現在通訊領域並不是因為技術先進,而是因為光纜要比銅纜更輕,具有更好的透過性,對於長距離拉線的營運商來說基礎建設的輕量化可以節約大量成本,於是光纖才開始流行起來。所以,這東西算不算是新技術。

直到後來,高速網絡的興起,光纖的另一個特性凸顯出來——在光纖中傳播的光訊號並不會受到外部光纖中訊號的影響,相對於會受到電磁波幹擾的銅纜光纖是沒有線間串擾的問題的。這就讓光纖在高速數據通訊中有了更大的優勢。

光纖有優勢這件事也就到此為止了。因為這種高密度高頻寬的傳輸,大部份都集中在了數據機房內部,並不會因為光纖因為有這種特性而下放到不需要高密度的家庭使用者領域中。

那麽話說回來,家用到底有沒有高頻寬的需求呢?其實也是有的,現在大部份新型的電腦都配備了雷電介面。

雷電介面基本上可以以雛菊鏈的形式為使用者提供高達40Gbps的頻寬,實際上這個頻寬已經相當於光纖介面Qspf的頻寬了,跑滿了是「四萬兆」。

但由於前面咱們講到的,家裏並不會有幾十路上百路的40Gbps頻寬,因此這些在家裏使用的雷電介面路線也就不存線上間串擾問題。於是大可不必使用光纖作為傳輸介質。還是老老實實的使用了傳統的銅介質。

在家裏的高速頻寬鏈路裏面只有一種路線是有光纖存在的,這就是高等級的HDMI線纜。

這樣做的優勢還是在於光纖內傳輸的光訊號不會受到外部串擾的影響,而實際上在HDMI路線中裝入光收發器並不會提高一條hdmi線的成本反而在同等的傳輸距離和傳輸質素下,利用四根光纖傳輸光訊號要比純銅的電纜附帶各種遮蔽層要便宜得多。

說完光纖的優點了,和「選擇女友的不可能三角形」一樣,事物往往有優點的同時還會存在缺點,在各種方面上都有優勢的事物是不存在的。

那麽光纖的缺點呢?

首先,光電轉換元件是需要額外的能耗的,這一點在很多鼓吹光纖博主的內容中是並不會提到的。我們來看器材上的光模組資訊:

作用在光模組上的電壓是3.381伏特,維持傳輸所消耗的電流為6毫安,每個光模組會帶來20毫瓦的功率消耗。雖然20毫瓦看似消耗並不大,但是一台多口的光纖交換機往往會有24個甚至48個光模組,而模組的對端還包括同等數量的對端模組,這樣一來,在沾滿交換機所有埠的全光纖網絡中光模組的電量消耗就成了一個不可忽視的額外能耗點了。

這僅僅是光模組的LED的發射功率,光模組的其他器材同樣也包含相當大的能耗,基本上SFP+萬兆光模組整體的消耗功率可以達到1.5-2瓦。這一點可以從光模組在工作的時候的發熱量看出,例如上面的截圖中,光模組的溫度基本上常年維持在50度。

能耗+熱量也讓iN的器材間溫度要遠遠高於其他房間:

當然了,iN家裏的器材很多,不僅僅是光模組發熱,還有其他的器材也在器材間工作,但大量的光模組也是不可忽視的一個升溫因素。

其次,光纖的適用性也是一個很重要的問題。在普通人的眼裏光纖都一樣,但文章前部給大家提出了光纖多模和單模的概念,大家可能會有一個印象「光纖並不是都一樣」,事情也遠比大家所想的更復雜。光纖不僅會區分單模和多模,而且即便是多模光纖還會依據效能再分出OM1~OM5等不同的等級,很像網線的幾類線的概念。因此,在很多網絡器材對於SPF埠的描述通常會出現這樣的內容:

這是代表不同的光纖類別

以多模光纖的OM(Optical Multimode )為例,現在是逐步發展到了1~5個,和網線的幾類線一樣後期還會有其他的發展,尤其是到了OM5光纖

理論頻寬不僅僅可以達到5000MHz,而且可以同時存留4個不同波長的光訊號同時傳輸,技術的發展其實都是不斷的挑戰極限的,因此如果在不做光纖器材的時候直接預先穿光纖的話,有可能導致「今後」的升級被局限在一個極端狹小的範圍內,到最後的結果恐怕就「真的」上了光纖器材,還得再換一遍光纖,導致前期的「聰明」成了無用功。

再有一個更加致命的問題則是——目前家用器材幾乎沒有適用於光纖的介面。無論是你的電視、遊戲機、筆記電腦還是大部份家用路由器往往都不會帶有直接接入光纖的介面。這件事是屬於歷史遺留問題。大部份家用網絡器材僅僅擁有乙太網路RJ45介面。

這是因為普通的8P8C RJ45介面是一個開放標準,由電子工業聯盟(Electronic Industries Alliance,EIA)和電信工業協會(Telecommunications Industry Association,TIA)制定的。這個標準規定了插座和插頭的物理尺寸、引腳分配和連線規範,使用RJ45介面的器材並不需要承擔授權或者專利費用。尤其是在電視這種器材上有了網絡需求後首先就會使用RJ45介面。

但我們很多人比較熟悉的SC、LC、FC等光纖介面則比較復雜了,嚴格意義上說都有各自所屬公司的專利。例如我們經常提到的光模組使用的LC接頭

這個東西的專利現在是在康普手裏面,如果一家電視廠商的器材要以LC介面傳遞光訊號,按理論上來說是需要向康普繳納授權費用的。這就導致了成本增加,所以家用器材的廠商也不願意去做這件事。而且如果非得做,就會依據廠商和專利所有人的不同合作關系導致家用器材的光纖介面五花八門以至於最終根本無法使用。

在光纖上遊光模組的等級上看,SFP標準雖然是光纖聯盟的一個開放式標準——類似於RJ45,但大部份家用器材還是沒有一個符合SFP標準的光籠

如果沒有SFP光籠的話,在家裏使用光纖就涉及到了光纖網卡或者光纖收發器。

光纖網卡可以使用在桌上型電腦或者一些帶有PCIe擴充套件的nas上,但對於普通的家電級別的器材,例如電視、遊戲機、投影機就完全不可能安裝了,這裏就得引入光纖收發器了。

這器材就是將光纖訊號轉換為銅纜乙太網路訊號的一種小盒子。實際上並沒有太大的處理能力,在工程上也是作為不得已的應急方案所存在的。費了很大力氣花費很高成本搞了全光纖,最終會因為這個小盒子再將網絡效能拉到解放前,就是一種得不償失的投資行為了。

所以說,在家搞光纖,如果不是剛需的話,僅僅是覺得光纖比銅纜先進就真的要面臨很多挑戰了,而一旦挑戰成功,你會發現自己實際上是付出了一大筆的智商稅。

至於,提前把光纖買入網絡管道,這種事情只能算是自作聰明。等你真正要用到光纖的時候也是未來幾年甚至十幾年的事情了,那時候光纖的規格和介面說不定會有翻天覆地的變化,早年間埋入的光纖還能不能用也就成了未知數。