ICCSZ訊 在過(guò)去幾年中,數(shù)據(jù)中心的光纖布線解決方案不斷地進(jìn)化,而基于8芯的光纖的解決方案,在優(yōu)化結(jié)構(gòu)化布線以及匹配收發(fā)器發(fā)展路線方面,正逐漸流行甚至成為主流選擇。在此趨勢(shì)不斷發(fā)展之時(shí),深入了解行業(yè)背后的因素,分析到底是哪些挑戰(zhàn)不斷推動(dòng)著base-8方案的發(fā)展,是非常有幫助的?;仡欉^(guò)去,并展望未來(lái),我們能夠進(jìn)一步了解base-8方案的價(jià)值和市場(chǎng)潛力。
要了解base-8解決方案是如何誕生的,我們必須回顧數(shù)據(jù)中心布線的歷史。很多在布線行業(yè)從業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)的人,都可能會(huì)回憶起在現(xiàn)場(chǎng)端接和安裝光纖的艱苦日子,一次操作一芯光纖。隨著數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模不斷增長(zhǎng),設(shè)計(jì)人員和安裝人員不得不管理數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)單芯光纖和雙芯光纖連接器。但由于空間和時(shí)間對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)都非常的寶貴,這種傳統(tǒng)的方法肯定難以滿足部署密度和速度方面的需求。
因此,在1996年,出現(xiàn)了MTP(MPO型)連接器,它徹底改變了數(shù)據(jù)中心布線的設(shè)計(jì)和部署。它在一支線纜和插頭中可容納12根光纖,在滿足高水平的速度、密度和安裝方便性方面取得了巨大進(jìn)展。
第一個(gè)常見的問題是,base-12解決方案是何時(shí),以及為什么最先得到廣泛部署?在九十年代中期,行業(yè)急切需要開發(fā)一種模塊化、高密度、結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng),base-12連接應(yīng)運(yùn)而生,這種系統(tǒng)可以快速部署到數(shù)據(jù)中心,同時(shí)還可在機(jī)架中實(shí)現(xiàn)大的端口密度。由于TIA/EIA-568A光纖顏色編碼標(biāo)準(zhǔn)是基于12根光纖為一組制定的,加之帶狀光纖通常為12根光纖一組。因此,以數(shù)字12為增量擴(kuò)展高密度連接方案就變得非常合理,因此12芯光纖MTP連接器和base-12連接應(yīng)運(yùn)而生。
從歷史上看,MTP終端的干線光纜一直擔(dān)任著數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)化布線的主干,從主配線間接出并連至分區(qū)配線區(qū)域。當(dāng)時(shí)的主流數(shù)據(jù)速率沒有超過(guò)10GbE,因此服務(wù)器、交換機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備上的光端口是雙工的,或者是雙芯光纖的。因此,通過(guò)base-12 MTP連接器實(shí)現(xiàn)高密度主干連接的同時(shí),需要12 芯光纜到 2 芯光纜的接線模塊和分支跳線來(lái)為設(shè)備上的兩芯光纖的端口提供兩芯光纖的接口。由于數(shù)字 12 可以被數(shù)字 2 整除,因此這種MTP布線和分線解決方案可以很容易地為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供雙芯光纖接口,并充分利用base-12主干光纜的光纖。事實(shí)上,僅需要一個(gè)連接器與一個(gè)模塊,使用MTP連接器進(jìn)行結(jié)構(gòu)化布線就可以將光纖部署到六個(gè)雙工端口。
行業(yè)快速發(fā)展到2009年,數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施面臨的挑戰(zhàn)越來(lái)越大,部署的密度和速度變得更加關(guān)鍵。在此之前,大多數(shù)數(shù)據(jù)中心解決方案都是基于傳統(tǒng)局域網(wǎng)市場(chǎng)上常用的硬件設(shè)計(jì)。因此,行業(yè)需要一種專門針對(duì)數(shù)據(jù)中心的方案,而不僅僅是一般性的布線問題。隨著數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng),專門設(shè)計(jì)的預(yù)端接光纖解決方案呼之欲出。當(dāng)這樣的解決方案出現(xiàn)時(shí),它解決了數(shù)據(jù)中心將過(guò)多寶貴而有限的空間用于布線的挑戰(zhàn),同時(shí)也優(yōu)化了基礎(chǔ)設(shè)施組件、加快了部署速度,并且非常便于使用和維護(hù)。在上市后的10年中,它為行業(yè)帶來(lái)的價(jià)值不斷得到證明。密度、網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)間、速度、簡(jiǎn)單性和滿足未來(lái)需求的清晰過(guò)渡路徑,是其不斷發(fā)展的關(guān)鍵因素。
從2009年到2013年,與數(shù)據(jù)中心相關(guān)的光學(xué)技術(shù)和協(xié)議路線圖不斷發(fā)展和結(jié)晶。與主要收發(fā)器、交換機(jī)、服務(wù)器和存儲(chǔ)制造商的討論表明,雖然可能會(huì)出現(xiàn)許多收發(fā)器技術(shù)選擇,但所有選擇都將基于雙芯光纖或八芯光纖連接。換言之,對(duì)于40G到400G的以太網(wǎng)傳輸,所有方向都通向這些解決方案。
藍(lán)色字體表示截至2017年的ieee標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
盡管雙芯光纖和八芯光纖解決方案是未來(lái)的發(fā)展方向,但一些短期的替代方案也將提供不同的基本光纖數(shù)量。如上表所示,通往400G的路徑,包括了作為base-32和base-16解決方案的第一代和第二代OM3/OM4并行傳輸建議。然而,與著名的收發(fā)器、交換機(jī)、服務(wù)器和存儲(chǔ)供應(yīng)商的討論表明,由于制造成本和連接器的復(fù)雜性,這些解決方案不會(huì)得到廣泛的部署。
設(shè)想一個(gè)主干基礎(chǔ)設(shè)施,使用了16、24或32光纖增量的MTP連接器。將此連接器引入布線基礎(chǔ)設(shè)施意味著您正在用最小的公分母布線:這種收發(fā)器技術(shù)服務(wù)頻率最低,而且使用壽命最短。對(duì)于基于8或12芯以上光纖的基礎(chǔ)設(shè)施,需要分支轉(zhuǎn)換來(lái)與更常見的并行收發(fā)器(如sr4或psm4)連接。轉(zhuǎn)換模塊在支持不同光纖數(shù)量的光端口和接口的同時(shí),增加了成本和鏈路插入損耗。
第三代解決方案則面向基于OM3/OM4光纖的400G并行傳輸,這是一種8芯光纖解決方案,有望獲得廣泛的市場(chǎng)接受。由于數(shù)字8完全可以被數(shù)字2整除,因此與base-12一樣,base-8骨干連接可以很容易地與2光纖收發(fā)器一起工作。但是,base-8連接卻可以為最常見的40G、100G和400G收發(fā)器類型提供最大的靈活性。簡(jiǎn)單地說(shuō),base-8連接為10G到400G傳輸提供了最適合未來(lái)發(fā)展的解決方案。
收發(fā)器領(lǐng)域的技術(shù)變化很快,但任何安裝了40G線路的人都會(huì)知道,一種常見的收發(fā)器類型是QSFP,而它通常使用8芯光纖。base-12可以連接到8芯光纖QSFP端口,事實(shí)上,現(xiàn)在許多運(yùn)行40G線路的人都在骨干網(wǎng)中安裝了base-12連接。然而,很明顯,在8芯光纖收發(fā)器中安裝12芯光纖連接器意味著有4芯光纖未使用。
為了解決這個(gè)問題,供應(yīng)商也提供了解決方案,當(dāng)使用并行base-8收發(fā)器和base-12光纜時(shí),可以100%利用主干的光纖,就是使用12芯到8芯的轉(zhuǎn)換模塊或分支跳線。但解決一個(gè)問題只會(huì)引入另一個(gè)問題:轉(zhuǎn)換模塊會(huì)增加插入損耗,因?yàn)殒溌酚懈嗟腗TP連接器對(duì)。這種情況影響了鏈路的性能,增加了與轉(zhuǎn)換模塊相關(guān)的成本。業(yè)界需要一種更好的方式!
管理基于2芯和8芯光纖技術(shù)的系統(tǒng),解決方案就是使用base-8連接。這需要為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)新的、基于8芯的預(yù)端接光纜。此解決方案提供了預(yù)端接解決方案的所有價(jià)值,并增加了卓越的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、改進(jìn)的鏈路性能和100%的光纖利用率。base-8解決方案為各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來(lái)了附加價(jià)值,同時(shí)也為布線基礎(chǔ)設(shè)施的管理帶來(lái)了便利。
新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn),例如將高速端口(40G)分開到低速端口(10G),以降低成本和增加密度。端口分支部署已成為一種流行的網(wǎng)絡(luò)工具,并推動(dòng)了并行光收發(fā)器的巨大行業(yè)需求。如今,端口分支通常在將40/100G并行光學(xué)收發(fā)器分為四個(gè)10/25G鏈路操作時(shí)使用。分支并行端口有利于多個(gè)應(yīng)用,例如構(gòu)建更大規(guī)模的脊葉架構(gòu)網(wǎng)絡(luò),并實(shí)現(xiàn)高密度10/25G網(wǎng)絡(luò)。
此應(yīng)用與新的base-8布線有何關(guān)系?與原生40G或100G網(wǎng)絡(luò)的部署一樣,并行收發(fā)器在端口分支模式下工作時(shí)可在8芯光纖運(yùn)行。base-8光纜與收發(fā)器要求完全匹配,消除了未使用的光纖。
除了解決光纖利用率、鏈路損耗、部署高密度和高帶寬網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)成本以及其他問題外,base-8的最后一個(gè)主要挑戰(zhàn),就是當(dāng)MTP連接器直接插入收發(fā)器時(shí),使得管理布線基礎(chǔ)設(shè)施變得更加復(fù)雜。過(guò)去,布線解決方案使用無(wú)針的MTP到MTP主干光纜執(zhí)行10G等雙工任務(wù)。這些主干光纜插入MTP到LC轉(zhuǎn)換模塊,LC雙工跳線從模塊接至數(shù)據(jù)中心電子設(shè)備。由于MTP互相連接的時(shí)候,需要一個(gè)有插針到無(wú)插針的連接,而MTP-到-LC模塊在模塊內(nèi)部采用了帶插針的MTP連接器。而當(dāng)遷移到并行光學(xué)系統(tǒng)時(shí),主干光纜被安裝到MTP適配器面板中,MTP跳線從主干光纜連接到電子設(shè)備。這就是布線挑戰(zhàn)可能出現(xiàn)的地方。
由于并行光收發(fā)器總帶有插針的,因此需要一個(gè)有插針到無(wú)插針的跳線將無(wú)插針MTP到MTP主干光纜連接到收發(fā)器。如下圖所示,根據(jù)鏈路的不同,需要兩種附加跳線類型:一種是用于直連主分配區(qū)域中兩段主干光纜的帶插針到帶插針的MTP跳線,另一種是用于直接連接兩個(gè)收發(fā)器的不帶插針到不帶插針的MTP跳線。與使用單一種類LC雙工跳線的傳統(tǒng)雙工系統(tǒng)相比,這些配置要求將所需的跳線種類翻了三倍。這種跳線的復(fù)雜性也給數(shù)據(jù)中心帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn),如果錯(cuò)誤的跳線用于錯(cuò)誤的位置,可能會(huì)造成損壞。
為了解決這些問題,新的base-8解決方案將帶插針的MTP接頭用于MTP到MTP主干光纜。此更改允許在整個(gè)光纖基礎(chǔ)架構(gòu)中使用無(wú)針到無(wú)針的跳線,而不必考慮布線設(shè)計(jì),從而消除了三種跳線配置的需要,并消除了風(fēng)險(xiǎn)。
Base-8為光學(xué)技術(shù)和協(xié)議路線圖提供了最有效的連接并帶來(lái)了巨大的價(jià)值,因在全球和所有垂直領(lǐng)域都得到了廣泛采用。我們最常收到的客戶反饋就是,為什么一直都沒有一個(gè)基于8芯光纖的解決方案?他們非常希望能看到一些解決方案,能深入結(jié)合技術(shù)發(fā)展路線,并為他們提供最大的靈活性。數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商和所有者都知道,使用base-8解決方案,他們可以盡可能地降低網(wǎng)絡(luò)布線的風(fēng)險(xiǎn),并已經(jīng)為當(dāng)下和未來(lái)做好了優(yōu)化。
關(guān)于作者
Jennifer Cline是康寧公司的項(xiàng)目經(jīng)理。她曾在工程服務(wù)、市場(chǎng)營(yíng)銷、市場(chǎng)開發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)銷售和產(chǎn)品線管理等領(lǐng)域任職。David Hessong是康寧公司全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理。在公司任職期間,他曾在工程服務(wù)、產(chǎn)品線管理和市場(chǎng)開發(fā)方面擔(dān)任職務(wù)。