技術(shù)探討 | 康寧光通信：驅(qū)動下一代數(shù)據(jù)中心的技術(shù)

  ICCSZ訊 在過去十年中，技術(shù)的迅速發(fā)展不僅導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的爆炸式增長，而且導(dǎo)致了前所未有的對數(shù)據(jù)中心的依賴。虛擬化、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和5G等顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)，正整合成巨大的帶寬，這就要求數(shù)據(jù)中心迅速發(fā)展，以滿足不斷升級的新需求，并支持對延遲敏感的通信。

  數(shù)據(jù)中心經(jīng)營商需要引進(jìn)新技術(shù)，并為未來的容量需求作出規(guī)劃，以便為客戶提供持續(xù)穩(wěn)定的服務(wù)，并方便地滿足客戶不斷增長的需求。確保數(shù)據(jù)中心的未來發(fā)展需要新技術(shù)的智能設(shè)計和啟用。

  目標(biāo)考慮以確保未來的設(shè)計

  數(shù)據(jù)中心和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施目前正承受著不斷的壓力，要求它們?yōu)槲磥硖峁┤萘扛?、可靠性更高、具有良好技術(shù)可靠性的系統(tǒng)。在滿足這些需求方面，高數(shù)據(jù)速率可擴(kuò)展性、降低路徑和空間利用率、低延遲以及易于測試和安裝都是至關(guān)重要的。

  對產(chǎn)能的需求不斷增加。由于沒有為未來的容量需求進(jìn)行規(guī)劃，數(shù)據(jù)中心運營商面臨著“死于接駁線”的風(fēng)險，不斷在同一空間增加容量的新光纜。這種做法在增加能力的同時，實際上降低了數(shù)據(jù)中心滿足未來需要的長期能力。將來將沒有房間或空間來增加更多的電纜，數(shù)據(jù)中心運營商將需要徹底檢修該設(shè)施的整個電纜基礎(chǔ)設(shè)施。

  數(shù)據(jù)中心運維人員需要通過數(shù)據(jù)中心內(nèi)的接入點(POP，point-of-presence)房間了解設(shè)施之間的吞吐量。在這種互連中，密度是關(guān)鍵，容量是必需的。重要的是要利用在一條線纜內(nèi)提供高容量的選項。一根高芯數(shù)主干光纜(HFC)可以由1728芯光纖組成，現(xiàn)在的極限密度光纜可以由3456芯光纖組成，在減少外部管道的使用的同時，提供了未來可用的容量。

  下一代的技術(shù)是什么？

  展望未來，數(shù)據(jù)中心的經(jīng)營商必須開始探索技術(shù)方案，以應(yīng)付日益增長的容量需求。

  垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)長期以來一直支持在數(shù)據(jù)中心低成本部署多模光纖。10G和25G通道可以通過QSFP (quad small form-factor pluggable)收發(fā)器并行運行，以有效地實現(xiàn)40G和100G鏈路，適用于4個獨立的光纖通道傳輸。短波分復(fù)用(SWDM)和雙向復(fù)用(BiDi)可以最大限度地利用OM3/4現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，但是它們不支持多光纖通道的傳輸。400G的路線圖是存在的，距離通常小于150米，通常將它們放在數(shù)據(jù)中心活動的服務(wù)器區(qū)域內(nèi)。

  當(dāng)連接距離較大時，單模光纖提供了更好的選擇。在單模光纖中有兩種可用的收發(fā)器樣式，單工和并行。密集或粗波分復(fù)用(DWDM, CWDM)可以提供高達(dá)10公里的高水平通信。雖然這些收發(fā)器的成本正在降低，但其成本仍是平行單模4通道(PSM4)的數(shù)倍，PSM4可提供長達(dá)2公里的距離。對于大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)，PSM4是最受歡迎的選擇，它要求提高設(shè)備連接光纖的數(shù)量，從而達(dá)到極值的光纖密度。

  在數(shù)據(jù)中心行業(yè)中，傳統(tǒng)的3層交換模型正讓位給2層的脊葉(Spine-and-leaf)架構(gòu)。Spine-and-leaf架構(gòu)有助于加快數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的物理鏈接之間的移動，顯著減少訪問數(shù)據(jù)時的延遲。每個脊柱交換機(jī)都連接到每個葉交換機(jī)，由于其高密度，在需要時可以方便地部署額外的電纜。對于云服務(wù)商來說，Spine-and-leaf架構(gòu)越來越成為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的選擇，因為它是一個可大規(guī)模伸縮的、面向未來的基礎(chǔ)設(shè)施。

  盡管spine-and-leaf架構(gòu)提供了更智能、更快的系統(tǒng)，但遷移極大地增加了數(shù)據(jù)中心園區(qū)中服務(wù)互連所需的光纖數(shù)量。就在幾年前，校園網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)光纜是864芯，而今天，普通光纜已經(jīng)是1728芯。甚至更高的光纖數(shù)，如3456芯，現(xiàn)在都敷設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)管道系統(tǒng)內(nèi)。極高密度的光纜提供更容易和更快的安裝，個別纖芯發(fā)生故障時更快的光纜通道恢復(fù)，減少停機(jī)時間。

  總之，這些技術(shù)使數(shù)據(jù)中心運營商能夠優(yōu)化連接密度，使下一代架構(gòu)能夠規(guī)劃未來的容量。

  現(xiàn)在實現(xiàn)這些技術(shù)有多重要？

  如果數(shù)據(jù)中心的管理人員不能采用現(xiàn)有的新技術(shù)或預(yù)先提供的服務(wù)，他們很快就會發(fā)現(xiàn)自己落后于競爭對手。通常，這不是安裝現(xiàn)在實際的光纜，而是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)置空間和管道的冗余。

  當(dāng)您處于數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃和設(shè)計階段時，考慮設(shè)備的預(yù)期壽命和端點容量非常重要。技術(shù)已顯示出其迅速變化和增加需求的能力。電信公司提前計劃，通常預(yù)測“第一天、第二天、第N天”，然后將其加倍，以解決未來的擁塞問題，這一概念對數(shù)據(jù)中心運營商也很重要。

  在遷移到更高速度時，考慮到電纜的壽命，并選擇確保基礎(chǔ)設(shè)施能夠支持所有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，速度達(dá)到400G，這將確保數(shù)據(jù)中心能夠輕松地滿足未來的需求。如果沒有真正的理由拖延，那就不要拖延。

      作者：康寧光通信技術(shù)銷售經(jīng)理Clive Hogg