光纤电缆在高速网络扩展中起着关键作用。随着无线和蜂窝网络复杂性的增加，支持更高带宽、延迟和数据传输速率需求的光纤网络变得至关重要。那么电子设计工程师应如何将这项技术融入到他们的项目中呢？
值得注意的是，曾经被认为是尖端技术的光纤网络电缆，如今已成为普通技术，其速度之快远超出了专业人士的预料。而光纤，自诞生以来也经历了多次重大的变化，拥有熔接和单模光缆等诸多进步。
进步伴随着扩张。2024年8月，美国联邦通信委员会(FCC)宣布将推进对第五代(5G)无线蜂窝技术的定向投资，拨款约90亿美元用于建设5G网络。该计划将需要大规模、高密度的光纤基础设施。
传统上，移动回程网络使用的是铜的时分复用(TDM)电路，这项技术已经用了很久了，而光纤电缆是唯一一种可行的长寿命替代方案。不过，虽然光纤的部署可以保证持久的改进，但工程师仍必须做出积极的设计决策，以确保升级后的使用寿命。
先进的无线和蜂窝网络基础设施的快速发展已经超出了支持组件的能力。光纤电缆显然是最佳选择，因为它们具有空间效率高、带宽大、数据传输速率高和长距离信号传输完整性高等优势。
目前，美国已朝着基于光纤的未来迈进，以支持快速增长的高速网络。截至2023年12月，美国60.4%的固定连接为同轴电缆，23.1%为光纤，其余则是铜线、固定无线和卫星。
尽管光纤采用率必然会提高，但仅仅为技术进步奠定基础已远远不够，电子设计工程师必须打造面向未来的现代基础设施，他们要可以确保未来几十年内计算资源需求不会超过基础设施的能力。
电子设计工程师首先应该考虑哪种类型的光纤电缆能满足他们未来的需求。虽然多模电缆的62.5微米芯很大，可实现更高的数据传输速率，但其传输范围有限。单模电缆的前期成本可能更高，但有助于实现更广泛的网络。
线股数是另一个重要的考虑因素。虽然超出项目的最低要求似乎有些不必要，但它有助于确保基础设施的未来发展。工程师应该考虑城市化和无线蜂窝技术等因素将如何影响其设计在未来几十年的有效性。
当然，部署光纤需要时间、资源和金钱。地下部署的平均成本为每英尺16.25美元，而空中部署的平均成本约为每英尺6.49美元。人工成本占总成本的50%至90%。专业人员应进行可行性研究(考虑可能的路线和扩展的实用性)，以确定优先考虑哪些设计和区域。
政府政策是否会影响电子元件的供应？企业领导者能否获得研发补助？为无线和蜂窝网络做好未来准备需要考虑所有可能性。然而，电子设计工程师必须小心谨慎，不要让规划过于复杂。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Design considerations in high-speed fiber networks，由Ricardo Xie编译)
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