[解决方案] 中空核心光纤 (HCF) 在 Azure 网络中的部署

<!-- AI_TASK_START: AI标题翻译 --> [解决方案] 中空核心光纤 (HCF) 在 Azure 网络中的部署 <!-- AI_TASK_END: AI标题翻译 --> <!-- AI_TASK_START: AI竞争分析 --> # 产品功能分析 ## 新功能/新产品概述 Azure 的 Hollow Core Fiber (HCF) 技术是一种先进的光纤解决方案，旨在优化云计算基础设施并提升网络性能。该产品核心在于提供超低延迟数据传输，适用于云和 AI 工作负载的**密集波分复用 (DWDM)** 场景。**HCF** 通过与数据中心设备结合，实现**metro DC 互连**，目标用户包括大型云服务提供商和 AI 应用开发者。背景在于应对云计算和 AI 需求的增长，市场定位聚焦于全球基础设施扩展，提供比传统光纤更高效的连接。 ## 关键客户价值 - **提升网络韧性和容量**：HCF 部署采用双路由设计（如红线和蓝线路径），增强了物理层冗余，允许流量重新路由，减少中断风险；与传统单模光纤 (SMF) 相比，实现类似的高容量传输，支持多 Tb/s 级流量，提高整体网络效率和可靠性。 - **降低延迟和安装复杂度**：HCF 电缆更小、更易安装（如使用吹入法），适用于室外环境，支持快速部署；这在突发流量场景中显著改善客户体验，与传统光纤相比，减少了安装时间和维护成本。 - **保障数据传输稳定性**：经测试，HCF 链接显示出极高的信号完整性，支持更长距离传输；在实际应用中，确保了无故障运行，提升了云服务的可用性。 ## 关键技术洞察 - **技术独特性**：HCF 基于空心光纤结构，实现了比传统光纤更低的传播延迟和更高容量；工作原理包括融合拼接和自定义设备（如**HCF 兼容 OTDR**），用于精确测量拼接损失（例如，均值为 *0.16dB*，部分低至 *0.04dB*），确保信号完整性。 - **创新点与影响**：创新在于开发端到端生态系统，包括专用电缆、接头外壳和吹入安装方法，提升了**DWDM** 传输性能和资源利用率；在安全性方面，OTDR 工具可快速定位故障，提高了网络恢复速度；然而，挑战包括环境适应性，可能需要持续优化以应对极端条件。 - **性能评估**：HCF 支持稳定**Pre-FEC BER** 水平，持续监测显示20天内无显著波动，确保高并发下的可靠性；这增强了可用性，但需注意大规模部署时的兼容性测试，以避免潜在集成问题。 ## 其他信息 Azure 的 HCF 路线图包括进一步优化电缆设计（如增加纤维数量）和扩展部署距离，旨在强化全球网络能力；此外，该技术已在多个 Azure 区域投入使用，并与行业会议（如 OFC 2025）分享进展，体现了生态系统合作的重要性。 <!-- AI_TASK_END: AI竞争分析 --> <!-- AI_TASK_START: AI全文翻译 --> # 空心光纤 (Hollow Core Fiber) 在 Azure 网络中的部署 **原始链接:** [https://techcommunity.microsoft.com/blog/azurenetworkingblog/the-deployment-of-hollow-core-fiber-hcf-in-azure%E2%80%99s-network/4395340](https://techcommunity.microsoft.com/blog/azurenetworkingblog/the-deployment-of-hollow-core-fiber-hcf-in-azure%E2%80%99s-network/4395340) **发布时间:** 2025-03-20 **厂商:** AZURE **类型:** TECH-BLOG ---  Azure Networking Blog # 空心光纤 (Hollow Core Fiber) 在 Azure 网络中的部署 2025 年 3 月 20 日 ## 本文分享了 Microsoft 在空心光纤 (Hollow Core Fiber) 技术方面的关键发展和进展。我们分享了空心光纤部署到 Azure 网络的元素和性能指标，主要聚焦于我们最新的安装，该安装用于大都市数据中心 (Datacenter) 互连，比以往任何空心光纤部署都更大。它突出了我们为创建端到端空心光纤解决方案所需的组件而开发的生态系统。我们概述了安装活动、测试要求和链路性能，所有这些都证明了我们技术的已验证性能和兼容性。结果显示，我们的路由稳定，空心光纤在网络中与传统光纤一样可靠。空心光纤技术将确保 Azure 更好地服务客户，让我们能够持续增长和扩展全球基础设施，同时构建更高容量、更具弹性和整体更快的网络，以满足云和 AI 服务日益增长的需求。 _**合著者: Jamie Gaudette、Frank Rey、Tony Pearson、Russell Ellis、Chris Badgley 和 Arsalan Saljoghei**_ 在不断演变的云和 AI 景观中，Microsoft 正在 Azure 网络中部署先进的空心光纤 (Hollow Core Fiber) 技术，以优化基础设施并提升客户性能。通过部署有线空心光纤技术以及支持空心光纤的数据中心 (Datacenter) 设备，这种解决方案创建了超低延迟流量路由，实现更快的数据传输，以满足云和 AI 工作负载的需求。 空心光纤技术在 Azure 网络中的成功采用依赖于开发一个新生态系统，以充分利用该解决方案，包括新电缆、现场熔接、安装和测试…… Microsoft 已经做到了这一点。Azure 与行业领导者合作，提供组件和设备、电缆制造和安装。这些努力，加上空心光纤技术的进步，为其现场部署铺平了道路。 空心光纤现在已在多个 Microsoft Azure 区域投入使用，并承载实时客户流量，证明它与传统光纤一样可靠，没有现场故障或中断。本文将探讨最近一次空心光纤部署的安装活动、测试和链路性能，展示 Azure 客户可以从空心光纤技术中获得的益处。 ### **空心光纤连接的 Azure 数据中心 (Datacenter) 已准备好提供服务** 最新的空心光纤电缆部署连接了一个主要城市中的两个 Azure 数据中心，每个大都市路由超过 20 公里长。这些混合电缆均包括 32 条空心光纤和 48 条单模光纤 (Single Mode Fiber) 线束，空心光纤提供与单模光纤相当的高容量密集波分复用 (Dense Wavelength Division Multiplexing) 传输。 电缆安装在两条不同的路径上（如图 1 中所示的红色和蓝色线），每条路径都有不同的数据中心入口点。在物理层上的路径多样性增强了网络弹性和可靠性，通过允许流量通过备用路径重新路由，减少了中断风险。它还通过更均匀地分配网络流量来增加容量，提高整体网络性能和操作效率。  _图 1: 大都市区域内两个 Azure 数据中心 (Datacenter) 站点 (A 和 Z) 使用两条不同的路径 (蓝色和红色) 通过新的超低延迟空心光纤技术互连的卫星图像_ 图 2 显示了部署的空心光纤电缆通过内部厂站 (Inside Plant) 和外部厂站 (Outside Plant) 的光路由，用于在该区域的关键站点（包括数据中心、网络网关和 PoP）之间互连终端设备。  _图 2: 数据中心 A 和数据中心 Z 之间在物理层上的光连接_ 空心光纤外部厂站电缆专为恶劣环境下的室外使用而开发，不会降低光纤的传播特性。该电缆技术更小、更快、更易安装（使用吹入安装方法）。除了电缆，还开发并集成了各种其他技术，以提供可靠的端到端空心光纤网络解决方案。这包括专用的空心光纤兼容设备（如图 3 所示），例如自定义电缆接头外壳、熔接技术、空心光纤补丁尾巴用于数据中心中的电缆终端，以及自定义设计的空心光纤光时域反射仪 (Optical Time Domain Reflectometer) 用于定位链路故障。这些解决方案与商用收发器和密集波分复用技术配合使用，为 Azure 客户提供多 Tb/s 容量。  _图 3: Microsoft 在两个数据中心站点之间部署的端到端空心光纤网络解决方案示例_ 更仔细地查看空心光纤电缆安装，如图 4 所示，电缆通过吹头 (1) 安装，并插入沿路由地下预安装的管道段。与传统电缆安装类似，管道、电缆入口/出口和电缆接头可通过预安装的接入室访问，这些室通常相隔几百米。吹头使用压缩机的高压空气将电缆推入管道。一卷电缆可以在多个接入点上方重新部署 (2)，并在几公里范围内重新喷射 (3)。安装电缆到管道内部后，它们会在预先指定的接入室位置进行接头。这些位置容纳了专为该目的设计的电缆接头外壳。  _图 4: 现场部署期间的电缆准备和安装_ 图 5 显示了现场的自定义空心光纤电缆接头外壳，专门设计用于保护空心光纤以实现可靠的数据传输。这些外壳在链路中组织了许多空心光纤熔接，并放置在地下室中。  _图 5: 1) 现场室中的空心光纤接头外壳 2) 打开外壳显示后侧的纤维环存储，由彩色管保护 3) 打开外壳显示多个熔接托盘层上的空心光纤熔接_ 在数据中心内部，已开发并安装了连接化的“即插即用”空心光纤特定补丁尾巴，用于与现有密集波分复用解决方案配合。这些补丁尾巴在空心光纤传输和单模光纤主动/被动设备之间进行接口，每个补丁尾巴包含两个单模光纤兼容连接器，连接到内部厂站空心光纤电缆。如图 6 所示，这已终止到补丁面板并与数据中心内的现有密集波分复用设备连接。  _图 6: 连接到密集波分复用设备的空心光纤补丁尾巴解决方案_ ### **测试** 为了验证安装的空心光纤链路端到端的质量（部署后和操作期间），已开发并集成了现场部署解决方案，以确保所有所需的传输指标得到满足，并识别并修复任何故障，然后链路才准备好承载客户流量。其中一个解决方案是 Microsoft 的自定义设计的空心光纤特定光时域反射仪，它有助于测量单个熔接损失并验证所有电缆部分的衰减。这将与严格的 Azure 空心光纤规范要求进行检查。该光时域反射仪工具对于定位需要 rework 的高熔接损失或故障至关重要，然后才能将链路投入服务。下图显示了光时域反射仪跟踪，检测安装的单条空心光纤上的熔接位置和熔接损失水平 (dB)。光时域反射仪还可以持续监控空心光纤链路，并快速定位故障，例如电缆切断，以便快速恢复和修复。  _图 7: 光时域反射仪跟踪可靠地定位单条空心光纤上的熔接位置和熔接损失水平_ 在此部署中，平均熔接损失为 0.16 dB，有些熔接低至 0.04 dB，与传统光纤相当。低衰减和熔接损失有助于维持更高的信号完整性，支持更长的传输距离和更高流量容量。Azure 的空心光纤路线图计划正在持续改进这一点。 ### **性能** 在链路上运行客户流量之前，会测试光纤以确保在操作频谱上可靠、无错误的 数据传输，通过计数丢失或错误比特。一旦确认，链路将投入生产，允许客户流量在路由上流动。这些针对空心光纤的光学测试由安装者进行，以满足 Azure 的验收要求。 图 8 说明了空心光纤链路上的流量流动，由该区域容量和路由协议的需求变化决定，这些变化在一天中波动。空心光纤段从链路启动时起支持不同水平的客户流量，而不会导致任何中断或链路波动。  _图 8: 其中一条路径上的实时数据流量_ 测量每个空心光纤路径传输性能的关键指标是瞬时前向纠错 (Forward Error Correction) 前比特错误率 (Bit Error Rate) 水平。前向纠错前比特错误率测量接收器在应用任何纠错之前的数据流中的错误。这对于链路承载数据流量时的传输质量至关重要；较低水平意味着更少的错误和更高的信号质量，对于可靠的数据传输至关重要。  _图 9: 空心光纤段上 20 天内的前向纠错前比特错误率水平非常稳定_ 下图演示了一个完整段（由两条空心光纤组成）的光损失稳定性，使用内置线路系统在 20 天内持续监控，并在两个方向上测量，以评估空心光纤链路的光学健康。  _图 10: 在整个端到端链路 (两个方向) 上 20 天内显示的光损失稳定性_ 新的空心光纤电缆路径现已投入使用，并在多个 Azure 区域承载客户流量。在证明了空心光纤解决方案的端到端部署能力和网络兼容性后，我们可以充分利用空心光纤为 Azure 客户提供的超稳定、高性能和可靠连接。 ### **接下来呢？** 释放空心光纤的全部潜力需要兼容的端到端解决方案。本文概述了我们为更好地服务客户而开发的整体和可部署空心光纤系统。虽然我们进一步将空心光纤集成到更多 Azure 区域，但我们的开发路线图仍在继续。这包括更小的电缆、更多光纤和增强的系统组件，以进一步增加解决方案容量；标准化和简化的部署和操作；以及扩展空心光纤长途传输解决方案的可部署距离。构建更稳定、更高容量、更快的网络将使 Azure 更好地服务所有客户。 了解更多关于__[空心光纤如何加速 AI](<https://azure.microsoft.com/en-us/blog/how-hollow-core-fiber-is-accelerating-ai/>)。__ _如果您将参加在美国旧金山举办的光纤通信 (OFC) 会议 (2025 年 3 月 30 日至 4 月 3 日)，请了解更多信息，包括由 Russ Ellis (Azure 首席云网络工程师) 主持的面板讨论，主题为“空心光纤 (Hollow Core Fiber) 在 Microsoft Azure 云中的部署”。会议时间为 3 月 30 日周日 16:00-18:30，地点为会议室 201-202 (2 层): [OFC 程序](<https://www.ofcconference.org/en-us/home/program-speakers/>)。_ 更新于 2025 年 3 月 20 日 版本 3.0 <!-- AI_TASK_END: AI全文翻译 -->