圖1所示。示例數(shù)據(jù)中心園區(qū)布局
數(shù)據(jù)中心互連布線的發(fā)展與前沿趨勢(shì)
發(fā)布時(shí)間:2020-05-22 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】本文將探討該領(lǐng)域不斷發(fā)展的原因,重點(diǎn)介紹數(shù)項(xiàng)全新的布線技術(shù)如何讓數(shù)據(jù)中心互聯(lián)部分對(duì)安裝商來(lái)說(shuō)能更加友好。
今年在圣地亞哥舉行的光通信峰會(huì)上,數(shù)據(jù)中心互連(DCI)領(lǐng)域的應(yīng)用成為一個(gè)熱門話題。數(shù)據(jù)中心互聯(lián)正成為網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中快速發(fā)展的重要部分,近期光纖布線領(lǐng)域內(nèi)的多個(gè)令人興奮的進(jìn)展都聚焦于此。本文將探討該領(lǐng)域不斷發(fā)展的原因,重點(diǎn)介紹數(shù)項(xiàng)全新的布線技術(shù)如何讓數(shù)據(jù)中心互聯(lián)部分對(duì)安裝商來(lái)說(shuō)能更加友好。
設(shè)計(jì)和部署極高密度的數(shù)據(jù)中心互連,最佳實(shí)踐是什么樣的?
在互聯(lián)網(wǎng)上快速搜索一下超大規(guī)?;蚨嘧鈶魯?shù)據(jù)中心的支出公告,就能找到多個(gè)擴(kuò)張計(jì)劃,總規(guī)模能達(dá)數(shù)十億美元。這種投資能收獲什么? 通常,是一個(gè)數(shù)據(jù)中心園區(qū),它由位于不同建筑物中的幾個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房模塊組成,這些數(shù)據(jù)機(jī)房通常比一個(gè)足球場(chǎng)還要大,數(shù)據(jù)機(jī)房之間的流量通常超過(guò)100 Tbps(圖1)。
圖1所示。示例數(shù)據(jù)中心園區(qū)布局
對(duì)于這些數(shù)據(jù)中心為什么發(fā)展得這么龐大,細(xì)節(jié)的原因有很多,但是我們可以簡(jiǎn)化為兩個(gè)趨勢(shì)。第一個(gè)是機(jī)器間通信帶來(lái)的指數(shù)級(jí)東西向的流量增長(zhǎng);第二個(gè)趨勢(shì)就是更扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的應(yīng)用,如脊葉結(jié)構(gòu)和Clos架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。其目標(biāo)是在園區(qū)內(nèi)建立一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這也使數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到甚至超過(guò)100Tbps。
可以想象,這種規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)會(huì)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中遇到多個(gè)特別的挑戰(zhàn),從電源和冷卻,到設(shè)備的連接。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)上,已經(jīng)評(píng)估了多種方法來(lái)提供100 Tbps(甚至更高)的傳輸速率,但是普遍的模型是通過(guò)多芯單模光纖以較低的速率傳輸。需要注意的是,這些連接的長(zhǎng)度通常是2-3公里或更短。通過(guò)我們的建模分析,至少在未來(lái)幾年內(nèi),使用更多的光纖以低數(shù)據(jù)速率傳輸仍然是最具成本效益的方法。這個(gè)成本模型揭示了為什么行業(yè)投入如此多的錢來(lái)開(kāi)發(fā)高芯數(shù)光纜和相關(guān)的硬件。
既然我們了解了高芯數(shù)光纜的需求所在,我們就可以把注意力轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心互連市場(chǎng)上的替代方案上了。業(yè)界一致認(rèn)為帶狀光纜是這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域唯一可行的解決方案。傳統(tǒng)的松管光纜和單芯光纖端接安裝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、光纖接頭熔接硬件過(guò)大而不實(shí)用。例如,使用松套管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的3456芯光纜需要200多個(gè)小時(shí)才能熔接結(jié)束,假設(shè)每次熔接需要4分鐘。如果您使用帶狀光纖的配置,熔接時(shí)間下降到不到40小時(shí)。除了節(jié)省這些時(shí)間外,在相同的硬件空間占用情況下,帶狀熔接設(shè)備的容量通常是單芯光纖熔接密度的四到五倍。
一旦業(yè)界認(rèn)定帶狀光纜是最好的選擇,將很快意識(shí)到通過(guò)傳統(tǒng)的帶狀光纜設(shè)計(jì)在現(xiàn)有管道空間中無(wú)法實(shí)現(xiàn)所需的光纖密度。因此,業(yè)內(nèi)就著手將傳統(tǒng)帶狀光纜內(nèi)部的光纖密度提高一倍。
光纜的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了兩種設(shè)計(jì)方法。第一種方法使用具有更緊密封裝子單元的標(biāo)準(zhǔn)矩陣帶,而另一種方法使用具有中心或開(kāi)槽設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用可相互疊錯(cuò)的松散結(jié)合的帶狀光纖設(shè)計(jì)(參見(jiàn)圖2)。
圖2。極高密度應(yīng)用下的不同帶狀光纜的設(shè)計(jì)。
既然我們了解了這些新的帶狀光纜設(shè)計(jì),我們也必須探索端接它們的辦法和面臨的挑戰(zhàn)。根據(jù)美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范(NEC),由于該光纜僅適用于室外防火等級(jí),因此在進(jìn)入建筑物50英尺以必須內(nèi)轉(zhuǎn)換為具有室內(nèi)防火評(píng)級(jí)的光纜,通常是通過(guò)將MTP?/MPO或LC帶狀尾纖(一端預(yù)先安裝連接器的光纜)或帶有耦合器及尾纖的集成硬件(硬件預(yù)先安裝了耦合器及尾纖)拼接在一個(gè)密度極高的熔纖柜中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此,在這個(gè)應(yīng)用環(huán)境中,用戶不再只是考慮室外光纜的設(shè)計(jì),而是要針對(duì)這些昂貴和勞動(dòng)密集型的鏈路部署尋求完整的端到端的解決方案(圖3)。
圖3。 極高芯數(shù)室外光纜通過(guò)熔纖柜連接至室內(nèi)光纜
在決定最佳的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案時(shí),必須對(duì)幾個(gè)因素進(jìn)行考量。時(shí)間研究表明,最耗時(shí)的過(guò)程是帶狀光纖色帶的識(shí)別和熔纖盤的光纜分支路由。“分支”指的是在開(kāi)剝光纜外皮后,帶狀光纖進(jìn)入硬件內(nèi)部到熔纖盤的過(guò)程中,為了保護(hù)帶狀光纖,會(huì)用波紋管或網(wǎng)眼套管保護(hù)。隨著光纜的光纖芯數(shù)的增加,這個(gè)步驟會(huì)變得更加耗時(shí)費(fèi)力。
通常,安裝和熔接單根3456光纖鏈路需要數(shù)百英尺的波紋管或網(wǎng)眼套管。同樣的耗時(shí)過(guò)程也會(huì)應(yīng)用在室內(nèi)光纜上,無(wú)論它們是直熔還是熔接到提供了尾纖及耦合器的硬件上。目前市場(chǎng)上不同光纜產(chǎn)品的分支操作時(shí)間差別可以很大。
有些光纜在室內(nèi)和室外光纜中都集成了可分支路由的光纜子單元線束,在連接到熔接盤的時(shí)候就不需要再進(jìn)行分支,而有的產(chǎn)品則需要多種配件來(lái)分支和保護(hù)光纜。這種光纜通常安裝于特制的熔纖柜上,熔纖盤設(shè)計(jì)也進(jìn)行了優(yōu)化,以匹配路由子單元的光纖數(shù)。
圖4。具有帶狀光纖束子單元的光纜。
圖5: 極高密度光纜的分支組件樣品。
另一個(gè)耗時(shí)的任務(wù)是色帶識(shí)別和正確的排序,以確保正確的熔接。因?yàn)橐桓?456光纜包含288條12芯的光纖帶,所以需要清晰的標(biāo)識(shí),以便在光纜外護(hù)套拆下后進(jìn)行分選。標(biāo)準(zhǔn)的矩陣色帶可以用噴墨打印機(jī)打印識(shí)別字符,而許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)依賴于不同長(zhǎng)度和數(shù)字的連接號(hào)碼來(lái)幫助識(shí)別色帶。這一步至關(guān)重要,因?yàn)榇罅康墓饫w和路由必須被識(shí)別。當(dāng)光纜在初次安裝后被損壞或切斷時(shí),這種帶狀標(biāo)記在網(wǎng)絡(luò)修復(fù)方面也變得至關(guān)重要。
前瞻性的趨勢(shì)
擁有3456芯光纖的光纜看起來(lái)也只是一個(gè)起點(diǎn),因?yàn)樾袠I(yè)已經(jīng)開(kāi)始討論超過(guò)5000芯光纖的光纜了。由于管道尺寸沒(méi)有變大,另一個(gè)新興的趨勢(shì)是使用的光纖涂層尺寸已經(jīng)從工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的250微米減少到200微米。纖芯和包層的尺寸保持不變,因此不影響光學(xué)性能。這種減少的光纖涂層尺寸可以在如以前相同大小的管道內(nèi),允許多鋪設(shè)數(shù)百或數(shù)千的光纖。
另一個(gè)趨勢(shì)是客戶對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案的需求不斷增長(zhǎng)。包含數(shù)千芯光纖的光纜解決了管道密度的問(wèn)題,但在風(fēng)險(xiǎn)和網(wǎng)絡(luò)部署速度方面也帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)。有助于消除這些風(fēng)險(xiǎn)和降低部署速度的創(chuàng)新解決方案將繼續(xù)成熟和發(fā)展。
對(duì)極高密度光纜的需求似乎正在加速。人工智能、5G和更大的數(shù)據(jù)中心園區(qū)都在以某種方式推動(dòng)對(duì)這些數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的需求。這些部署將繼續(xù)挑戰(zhàn)行業(yè),以開(kāi)發(fā)可有效擴(kuò)展的端到端解決方案,從而最大限度地利用管道資源,而不是讓問(wèn)題變得越來(lái)越麻煩。
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 中微公司成功從美國(guó)國(guó)防部中國(guó)軍事企業(yè)清單中移除
- 華邦電子白皮書:滿足歐盟無(wú)線電設(shè)備指令(RED)信息安全標(biāo)準(zhǔn)
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴(kuò)散
- 準(zhǔn) Z 源逆變器的設(shè)計(jì)
- 第12講:三菱電機(jī)高壓SiC芯片技術(shù)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
單向可控硅
刀開(kāi)關(guān)
等離子顯示屏
低頻電感
低通濾波器
低音炮電路
滌綸電容
點(diǎn)膠設(shè)備
電池
電池管理系統(tǒng)
電磁蜂鳴器
電磁兼容
電磁爐危害
電動(dòng)車
電動(dòng)工具
電動(dòng)汽車
電感
電工電路
電機(jī)控制
電解電容
電纜連接器
電力電子
電力繼電器
電力線通信
電流保險(xiǎn)絲
電流表
電流傳感器
電流互感器
電路保護(hù)
電路圖