技術探討 | 康寧光通信：驅動下一代數(shù)據(jù)中心的技術

  ICCSZ訊 在過去十年中，技術的迅速發(fā)展不僅導致了數(shù)據(jù)的爆炸式增長，而且導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)設備和5G等顛覆性技術的出現(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)營商需要引進新技術，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，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)展需要新技術的智能設計和啟用。

  目標考慮以確保未來的設計

  數(shù)據(jù)中心和企業(yè)網(wǎng)絡設施目前正承受著不斷的壓力，要求它們?yōu)槲磥硖峁┤萘扛摺⒖煽啃愿?、具有良好技術可靠性的系統(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重要的。

  對產能的需求不斷增加。由于沒有為未來的容量需求進行規(guī)劃，數(shù)據(jù)中心運營商面臨著“死于接駁線”的風險，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施的整個電纜基礎設施。

  數(shù)據(jù)中心運維人員需要通過數(shù)據(jù)中心內的接入點(POP，point-of-presence)房間了解設施之間的吞吐量。在這種互連中，密度是關鍵，容量是必需的。重要的是要利用在一條線纜內提供高容量的選項。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方案，以應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。短波分復用(SWDM)和雙向復用(BiDi)可以最大限度地利用OM3/4現(xiàn)有的基礎設施，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)中心活動的服務器區(qū)域內。

  當連接距離較大時，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。密集或粗波分復用(DWDM, CWDM)可以提供高達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，它要求提高設備連接光纖的數(shù)量，從而達到極值的光纖密度。

  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。Spine-and-leaf架構有助于加快數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡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。每個脊柱交換機都連接到每個葉交換機，由于其高密度，在需要時可以方便地部署額外的電纜。對于云服務商來說，Spine-and-leaf架構越來越成為網(wǎng)絡架構的選擇，因為它是一個可大規(guī)模伸縮的、面向未來的基礎設施。

  盡管spine-and-leaf架構提供了更智能、更快的系統(tǒng)，但遷移極大地增加了數(shù)據(jù)中心園區(qū)中服務互連所需的光纖數(shù)量。就在幾年前，校園網(wǎng)的標準光纜是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)在都敷設在標準管道系統(tǒng)內。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，減少停機時間。

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

  現(xiàn)在實現(xiàn)這些技術有多重要？

  如果數(shù)據(jù)中心的管理人員不能采用現(xiàn)有的新技術或預先提供的服務，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)中心內設置空間和管道的冗余。

  當您處于數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃和設計階段時，考慮設備的預期壽命和端點容量非常重要。技術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，并選擇確保基礎設施能夠支持所有網(wǎng)絡架構，速度達到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：康寧光通信技術銷售經(jīng)理Clive Hogg