双向光纤通信的来龙去脉
你的光纤资源用完了。拉新光缆既费钱又费力，通常也不一定有预算。当需要进行网络升级时，许多工程师认为必须拆除现有的LC电缆，换成高密度MPO或MTP连接器，或者完全切换到单模光纤（SMF）。
双向（BiDi）通信证明了这一点。
BiDi通过单根光纤电缆发送和接收数据，满足了对网络规模增加的需求。这些部署节省了网络资源，降低了基础设施成本，并让你最大化墙内已有的布线。
本指南解释了100G以太网标准中的双向通信如何有效将现有光纤线密度翻倍。
双向光纤：100G以太网的优势
迁移到100GbE并不意味着基础设施的全面改造。双向光纤为100G以太网部署带来了多重实用优势：
资本支出减少：你可以重复利用现有的LC多模光纤（MMF）基础设施，而无需部署新光缆。
运营成本降低：BiDi允许在不改变物理光纤布局的情况下，实现从10G和40G BiDi的直接升级路径。
未来适应性：这有助于最终向400G以太网的过渡。
信号完整性：它通过使用 KP4-FEC（基于里德-所罗门的前向纠错）来减少传输错误。
双向光纤（BiDi）：光学的内线与外向
标准光纤连接需要使用两芯光纤：一芯用于发送，另一芯用于接收。而 BiDi（单轴双向）光模块通过采用 WDM（波分复用）技术改变了这一传统模式。
WDM 技术利用两种不同波长的光，在单芯光纤上同时传输两路数据流。图 1 展示了单芯光纤双向系统的功能框图。配有双芯 LC 接口的光模块（或收发器）会在其每芯光纤上实现该系统，从而在标准双芯光缆上有效提供两个完全独立的双向链路。
图1：双向系统图
专业提示：
无法使用标准红光笔（激光探测器）来判定带有 BiDi（单芯双向）光模块的光缆极性（线序）。因为光缆的两芯都在积极发送传输信号，传统的红光探测方法会为您提供错误的判断结果。
双向光纤解析：BiDi如何提升效率
要理解 BiDi（单芯双向）的高效性，我们必须先看看 100G 通常是如何传输的。
100G 以太网标准是通过使用 4 个通道、每个通道 25G 的速率来达到其数据传输率的。在典型的多模光纤（MMF）模块中，需要 8 芯光纤才能实现双向通信（4 芯发送 Tx，4 芯接收 Rx）。这就是为什么业界在高速链路上经常推行使用 8 芯或 12 芯 MPO 连接器的原因。
而双向（BiDi）光模块则采用了更聪明的方法。它们通过使用 PAM4 编码技术提高密度，将 4 个电通道整合为 2 个 50G 的光通道，并运行在标准的 2 芯双工 LC 多模光纤上。这样带来的整体效果是极大地缩减了所需的基础设施：将光纤需求量从 8 芯直接降到了 2 芯。
图2：从8条到2条纤维
虽然单模光纤（SMF）通常是长距离连接的必需品，但多模光纤（MMF）依然是数据中心里无可替代的“顶梁柱”（主力军）。而 BiDi（双向技术）的出现，则让多模光纤这匹“主力战马”能够爆发出远超以往的惊人承载力（大幅提升传输容量）。
常见问题
什么是 BiDi 光模块？
BiDi（Bidirectional，单轴双向）光模块是一种采用单芯光纤即可实现 100G 以太网通信的光学模块（通常采用 QSFP28 封装）。其发送和接收信号被编码在不同的光波长上，并通过复用技术运行在单根光纤中。
BiDi 与传统的双芯 100G 以太网有什么区别？
标准的双芯（Duplex）连接需要使用两根光纤：一根专门用于发送，另一根专门用于接收。而 BiDi 则是利用波分复用（WDM）技术，将双向的信号合并到同一根单芯光纤中进行传输。
BiDi 可以在现有的 40G 线缆上工作吗？
可以。BiDi 完美兼容现有的双芯 LC 光纤基础设施，这使得网络能够轻松从 40G 升级到 100G，而无需重新拉线或铺设新光缆。
BiDi 支持多模光纤（MMF）吗？
支持。市面上有专门针对多模光纤（如 OM3、OM4、OM5）设计的特定模块（例如 100G_SRBD），其最大传输距离在 70 米到 150 米之间。
BiDi 是否需要开启 FEC（前向纠错）功能？
是的，必须开启。由于 PAM4 编码在信号中压缩了更多的数据，因此它的信号完整性容错空间更小。FEC（前向纠错）通过在数据被正式处理前对信号进行“纠错与清洗”，从而为 PAM4 传输提供符合标准的、可接受的误码率。