ICCSZ訊 隨著數(shù)據(jù)中心,大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等各種新名詞,新應(yīng)用的出現(xiàn),閃花了小編的眼,相信各位看官也有人跟小編一樣,需要通過(guò)各種方式不斷補(bǔ)充,不然就會(huì)變文盲,流淚ing…本期技術(shù)專(zhuān)題,小編特地請(qǐng)來(lái)TE安普布線的資深工程師們,詳細(xì)講解低損耗光纖系統(tǒng)。(低損耗光纖在一些公司的宣傳中也叫零損耗光纖,實(shí)際上只是把損耗降到了目前能做到的最低,完全木有是不可能滴。TE是家灰??孔V滴公司,絕不會(huì)忽悠大家滴,因此,俺們就叫它低損耗光纖系統(tǒng)。)
首先我們看一下數(shù)據(jù)中心對(duì)于光纖網(wǎng)絡(luò)的需求,包括光纖帶寬的日益增長(zhǎng)和不同規(guī)模數(shù)據(jù)中心中布線設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
我們從下面圖表可以看出,90年代,水平布線還是10兆的網(wǎng)絡(luò),匯聚部分采用的是100M的網(wǎng)絡(luò);到了2000年,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高以及網(wǎng)絡(luò)端口成本的降低,水平布線達(dá)到了100兆網(wǎng)絡(luò),匯聚部分則采用了1000兆帶寬的網(wǎng)絡(luò);06年左右隨著千兆以太網(wǎng)成本的降低和萬(wàn)兆以太網(wǎng)的出現(xiàn),水平部分基本都是采用一千兆的網(wǎng)絡(luò),而主干采用萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心,隨著傳輸信息量的不斷增加,以及網(wǎng)絡(luò)端口成本的降低,數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)所推薦的產(chǎn)品在水平部分已經(jīng)達(dá)到了萬(wàn)兆以太網(wǎng)的要求,主干部分則推薦更高的40G或100G以太網(wǎng)。
大家可以看到,網(wǎng)絡(luò)是伴隨著我們需求的不斷提高和新的產(chǎn)品的研發(fā),而更加快速的增長(zhǎng)。
數(shù)據(jù)中心里的核心設(shè)備是服務(wù)器,下圖展示的圖表是服務(wù)器光纖網(wǎng)絡(luò)接口的變化:
左側(cè)深藍(lán)色部分代表100兆網(wǎng)絡(luò),深紅色代表千兆網(wǎng)絡(luò),黃色代表萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò),淺藍(lán)色和紫色代表40G和100G網(wǎng)絡(luò),我們可以看到在2014年,隨著10G端口成本的降低,1G的端口基本處于被淘汰的階段。在10G的端口成為主流的同時(shí),40G已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn),并隨著成本的不斷降低,在未來(lái)幾年里將慢慢占據(jù)重要地位。
網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高,將對(duì)我們的系統(tǒng)造成什么樣的影響呢?最大的影響將是光纖網(wǎng)絡(luò)本身對(duì)于傳輸介質(zhì)的要求將會(huì)越來(lái)越高,其中最主要的一個(gè)指標(biāo)就是光纖鏈路的損耗,也就是我們常說(shuō)的光纖衰減。
那么我們來(lái)看一下一些主流高速光纖網(wǎng)絡(luò)對(duì)光纖損耗的要求:
IEEE發(fā)布的光纖以太網(wǎng)對(duì)損耗的要求:10G以太網(wǎng)需采用OM3光纖傳輸,最遠(yuǎn)距離達(dá)到300米,光纖鏈路的損耗最高不能超過(guò)2.6dB,40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng),采用OM3光纖可以傳輸100米的距離,損耗最高不能超過(guò)1.9dB。采用OM4光纖可以傳輸?shù)?50米的距離,損耗不能超過(guò)1.5dB
除此以外,對(duì)于多模光纖網(wǎng)絡(luò),我們之前的研討會(huì)介紹過(guò),只能采用12芯或者24芯MPO這種預(yù)端接的方式傳輸。普通的LC連接器已經(jīng)沒(méi)有辦法支持了。
除了以太網(wǎng),數(shù)據(jù)中心還會(huì)經(jīng)常用到存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的光纖通道,也就是FiberChannel這種網(wǎng)絡(luò),對(duì)于8G光纖通道,最高損耗不能超過(guò)2.19dB/2.22dB,16G的光纖通道不能超過(guò)1.95dB/1.97dB。
傳輸距離的概念大家比較清楚,那損耗的參數(shù)代表什么呢?損耗其實(shí)就是光信號(hào)在光纖中的衰減,測(cè)量的方法可以采用發(fā)射端的光信號(hào)減去接受端的光信號(hào),得到的數(shù)值,經(jīng)過(guò)一定的計(jì)算公式,就轉(zhuǎn)換成了我們所說(shuō)的損耗值。
那么越高的損耗意味著光信號(hào)衰減越高,而光纖鏈路中損耗比例戰(zhàn)的最大的是連接器部分,比如一個(gè)耦合器的損耗,標(biāo)準(zhǔn)要求是最高0.75dB。一般情況下一條光纖鏈路中都會(huì)包含多個(gè)耦合器,而100米的光纜最大的衰減是不能超過(guò)0.35dB的,所以一個(gè)光纖鏈路連接部分的優(yōu)劣將直接影響光纖鏈路整體的損耗和所能支持的網(wǎng)絡(luò)和傳輸能力。
上面我們討論了對(duì)于數(shù)據(jù)中心光纖網(wǎng)絡(luò)衰減方面的需求,現(xiàn)在隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷增大,所涉及到的網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)展,在光纖布線的結(jié)構(gòu)上的需求也越來(lái)越復(fù)雜。
更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)也對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)起到極為重要的作用。
下面這張圖是一個(gè)很典型的數(shù)據(jù)中心光纖網(wǎng)絡(luò),左面是LAN網(wǎng)也就是以太網(wǎng),右面是SAN網(wǎng),也就是存儲(chǔ)網(wǎng),這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的光纖同時(shí)匯聚到中間的光纖配線柜中,然后通過(guò)跳接的方式在光纖配線柜對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行集中管理。
這種集中管理的方式將有源設(shè)備機(jī)柜和布線機(jī)柜分隔開(kāi),增加了設(shè)備的安全性和線纜的易操作性。但這種結(jié)構(gòu)就要求光纖鏈路中存在多次的跳接及鏈路中的連接次數(shù),而連接器的數(shù)量及總的衰減也將相應(yīng)的增加。這就將對(duì)光纖信道的衰減提出更高的要求。
在一個(gè)典型的一條鏈路中包含四次跳接的案例中,設(shè)備區(qū)的光纖通過(guò)MPO光纜和模塊盒連接至單獨(dú)劃定的主配線區(qū),網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換機(jī)同樣通過(guò)MPO光纜和模塊盒的形式連接至主配線區(qū)。交換機(jī)和設(shè)備之間的跳接就存在四個(gè)MPO模塊盒。這種設(shè)計(jì)方式目前已經(jīng)應(yīng)用在很多大型的、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者安全性要求高的數(shù)據(jù)中心。
那么目前數(shù)據(jù)中心解決方案中,如此高速的網(wǎng)絡(luò)帶寬和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對(duì)我們?cè)谶x擇布線產(chǎn)品的時(shí)候會(huì)有什么樣的影響呢?或者說(shuō),布線系統(tǒng)如何選擇才能適合如此高標(biāo)準(zhǔn)的光纖網(wǎng)絡(luò)和多連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呢?
下面介紹一下TE安普布線的產(chǎn)品在該領(lǐng)域的應(yīng)對(duì)措施以及解決方案:
首先讓我們來(lái)看一下典型的MPO系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和光纖損耗。以萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)威力,最大可以承受的光纖衰減是2.55dB,如果光纖鏈路總體衰減超過(guò)這個(gè)值,萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)將無(wú)法工作,或者自動(dòng)降為千兆網(wǎng)絡(luò),所以在設(shè)計(jì)一條萬(wàn)兆光纖鏈路時(shí),要保證整條鏈路達(dá)到所需的衰減要求。
普通的MPO光纖最大衰減為1dB,按照多模光纜每公里3dB的衰減計(jì)算,數(shù)據(jù)中心鏈路一般不超過(guò)100米,這樣在光纖本身上的損耗不會(huì)超過(guò)0.3dB。
一條完整的MPO光纖鏈路是包含了兩個(gè)模塊盒和一條干線線纜的,總共的衰減我們可以計(jì)算得出:光纖盒的損耗是(2*1dB)加上光纖本身的損耗0.3dB,得到的鏈路損耗為2.3dB,可以支持10G網(wǎng)絡(luò),但一旦鏈路增加一次跳接或者設(shè)計(jì)為較復(fù)雜的布線結(jié)構(gòu),會(huì)有什么問(wèn)題呢?
如果增加了一次跳接,三次跳接的情況,鏈路的損耗將變?yōu)?*1dB,再加上0.3dB,最后總的鏈路損耗達(dá)到了3.3dB,超出10G以太網(wǎng)的鏈路最大衰減需求。所以當(dāng)一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)加入的話,例如設(shè)備在配線區(qū)需要互聯(lián),或者直接跨國(guó)2層設(shè)備上聯(lián)到三層設(shè)備時(shí),這種鏈路將無(wú)法支持。
TE公司安普布線推出的MPOptimate光纖盒,在光纖連接器、耦合器部分做了優(yōu)化,將整個(gè)模塊盒的損耗降低到了0.35dB。
那么我們?cè)賮?lái)計(jì)算一下鏈路的損耗:2×0.35dB加上1dB,計(jì)算出來(lái)的兩個(gè)模塊盒的鏈路損耗最高只有1dB,對(duì)于萬(wàn)兆光纖網(wǎng)絡(luò)2.55dB損耗的要求,還有1.55dB的余量。按照這種計(jì)算方式,萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)可以支持的最大的跳接次數(shù)達(dá)到了6次連接,并且仍有0.15dB的余量。這種低損耗的優(yōu)化光纖盒,可以幫助數(shù)據(jù)中心應(yīng)用更高速的光纖網(wǎng)絡(luò)和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
除了針對(duì)10G網(wǎng)絡(luò)的完美支持,MPOptimate系統(tǒng)還可以支持40G和100G以太網(wǎng)的應(yīng)用在300米長(zhǎng)的萬(wàn)兆信道上,可以支持最多6個(gè)模塊盒的連接在100米和150米的40G和100G光纖網(wǎng)絡(luò)信道上,可以支持4個(gè)模塊盒的連接
將來(lái)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢(shì)將是更加環(huán)保和節(jié)能,而降低能耗的更好的方法是減少數(shù)據(jù)中心中設(shè)備的使用量,例如減少二層設(shè)備
在圖示的布線結(jié)構(gòu)中,主配線子系統(tǒng)和區(qū)域配線子系統(tǒng)中都不存在交換設(shè)備的情況下,可以講設(shè)備區(qū)域的布線直接連接至核心交換設(shè)備,這種方式的跳接次數(shù)將達(dá)到六次,對(duì)于萬(wàn)兆系統(tǒng),MPOptimate系統(tǒng)也能更好的支持。
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