數(shù)據(jù)中心的高速遷移趨勢
如今,企業(yè)級數(shù)據(jù)中心的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)鏈路都采用了光纖。并行光纖(基于MPO)的連接性越來越受到歡迎,因其使能夠快速高效地進(jìn)行部署的預(yù)端接系統(tǒng)得以應(yīng)用。最近,標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備供應(yīng)商已開始部署多光纖接口來提高吞吐量和密度。這種趨勢在多種應(yīng)用中均可見端倪。例如,存儲局域網(wǎng)絡(luò)的光纖通道應(yīng)用主要為雙工,但隨著其遷移至32G以上的光纖通道,就開始引入新的并行鏈路選項(xiàng)了。
光纖布線的挑戰(zhàn)
多模光纖仍是大多數(shù)企業(yè)級數(shù)據(jù)中心的主要媒介選擇——與單模光纖相比,其電子器件成本更低,使其成為更具成本效益的選擇,且短波分復(fù)用(SWDM4)的采用和新光纖類型OM5的推出也能夠通過支持更長的鏈路長度來擴(kuò)展多模光纖的采用。
實(shí)現(xiàn)更高鏈路速度的方法之一是采用多通道,就像40GBASESR4一樣。另一種方法是通過在一對光纖上對多個波長進(jìn)行復(fù)用來創(chuàng)建通道。如上所述,對多模進(jìn)行多路復(fù)用的能力使其可行性得以擴(kuò)展。圖1顯示了SWDM4技術(shù)的兩個示例,即40G-SWDM4和100G-SWDM4。這些收發(fā)器通過采用四種不同波長,可在一對雙工多模光纖上提供四個25GbE通道。
展望未來,100G-SWDM4雙工可采用八芯,聚合為一個并行的400 GbE鏈路。請注意圖1中常見應(yīng)用的光纖計(jì)數(shù)。所示的多對應(yīng)用中的任何一個都能分支,雙工和并行光纖之間可能會發(fā)生遷移,因此,預(yù)計(jì)光纖布線系統(tǒng)的配置應(yīng)該能夠適應(yīng)未來的這些變化。
圖1: 以太網(wǎng)光纖應(yīng)用——* OM3/OM4有效模式帶寬僅限于850 nm
遷移到更高數(shù)據(jù)速率的挑戰(zhàn)之一便是空間不足。為實(shí)現(xiàn)更高的密度,更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)而采用MPO連接器。
根據(jù)需要,雙工LC端口可更換為MPO端口。如果可以用一對雙工對來支持光纖,那么MPO端口最多可以支持12倍于LC端口的鏈路。MPO連接器可提供8、12或24芯版本。
圖2: MPO-8、MPO-12和MPO-24配置
為應(yīng)用選擇最佳的多模連接器
8芯MPO連接器最初推出時(shí),是利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)12芯MPO連接器中12芯位置中的8個來提供并行信號應(yīng)用支持的。此應(yīng)用通常發(fā)生在QSFP收發(fā)器中,用于40GBASE-SR4或100GBASE-SR4,其中四對光纖每對可傳輸10或25 GbE,以實(shí)現(xiàn)40或100 Gb/s的通道。從基礎(chǔ)設(shè)施的角度來看,8芯MPO連接器最適合于并行應(yīng)用1:1的端口連接。一個8芯連接器等于一個并行端口。
還有其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的多芯連接器選項(xiàng),例如12芯MPO或24芯MPO,它們在市場中不斷得以普及。與8芯應(yīng)用相比,這些更多芯數(shù)的MPO可提供更高的架構(gòu)靈活性和中繼效率。例如,通過將兩根12芯MPO或一根24芯MPO用于主干線纜,您可以支持多個雙工、多個并行或各自的組合,而無需重新連接線纜。這種靈活性使您能夠隨著網(wǎng)絡(luò)或業(yè)務(wù)模型的發(fā)展而高效地遷移應(yīng)用程序。
MPO-8連接器和主干在這種應(yīng)用中的使用比例為1:1,MPO-12主干以2:3的比例支持此應(yīng)用,而MPO-24主干以1:3的比例支持此應(yīng)用。
在所有MPO光纖系統(tǒng)中,無論連接器中芯數(shù)如何,極性或?qū)鬏斝盘柭酚傻秸_的接收器都是至關(guān)重要的。雖然可采用多種極性方法, B方法是推薦之選。
· 12芯(MPO-12)設(shè)計(jì)
MPO-12是全球公認(rèn)的多模和單模應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)接口。它已有數(shù)十年的歷史,并廣泛用作雙工和單工應(yīng)用的主干線纜連接器。因?yàn)镼SFP應(yīng)用并沒有像我們之前討論過的那樣使用所有12芯。為保持光纖干線線纜的有效使用,中間4芯從兩根12芯干線組合而成,以提供額外的QSFP 8芯端口。MPO-12主干中的所有24芯都得以充分利用。這種設(shè)計(jì)允許在并行和雙工應(yīng)用之間來回切換。
· 24芯 (MPO-24) 設(shè)計(jì)
MPO-24連接器可能是部署并行和雙工光纖應(yīng)用的最具成本效益的方法。通過在單一連接器中連接24芯,可提供比三個MPO-8連接器或兩個MPO-12連接器更高的密度,并加快與安裝MPO系統(tǒng)相關(guān)的清潔和檢查時(shí)間。MPO-24主干的交叉連接提供了更高的端口密度,面板空間需求減少為MPO-8的1/3、MPO-12的1/2。在高密度應(yīng)用中,主干線纜的尺寸也是考量因素之一。使用MPO-24子單元的144芯主干線纜比等效的MPO-12所占用的面積減少約30%。對于QSFP應(yīng)用,與MPO-8端口相比,MPO-24可支持3倍的面板密度提升。
與MPO-8或MPO-12系統(tǒng)相比,MPO-24系統(tǒng)還能支持更廣泛的并行應(yīng)用。100G SR-10應(yīng)用需要十對10x10G配置的多模光纖。一些制造商已經(jīng)將此應(yīng)用擴(kuò)展至可提供12x10G交換機(jī)端口。MPO-24為這些100G或120G應(yīng)用提供了簡單直接的支持,如圖3所示。
圖3: 采用MPO-24的100G和120G并行支持
滿足數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)需求
數(shù)據(jù)中心需要快速響應(yīng)爆炸式的帶寬需求,而數(shù)據(jù)中心應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)和光學(xué)收發(fā)器等新型網(wǎng)絡(luò)功能有賴于物理光纖基礎(chǔ)設(shè)施的性能和適應(yīng)性。光纖基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化需要高速遷移戰(zhàn)略來支持新興的雙工和并行光纖傳輸應(yīng)用,這些應(yīng)用將隨著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢轉(zhuǎn)向更新的技術(shù)而得以廣泛采用。速度、靈活性和具有可擴(kuò)展性的容量是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
MPO布線系統(tǒng)部署迅速、配置靈活、可擴(kuò)展至最優(yōu)容量。在工廠中采用精密工藝制造,可為要求最苛刻的網(wǎng)絡(luò)光纖提供出色、可靠且可復(fù)驗(yàn)的應(yīng)用支持。MPO系統(tǒng)為極具挑戰(zhàn)性的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)要求提供了新解決方案。