400G數(shù)據(jù)中心_全新光纜結構設計實現(xiàn)密度提升

　　更高的帶寬和容量需求推動越來越多的光纖部署。15年前，數(shù)據(jù)中心中大多數(shù)光纖主干網(wǎng)絡的光纖芯數(shù)不超過96芯，且覆蓋了各種冗余路由。而如今的光纖芯數(shù)則一般為144、288和864，互連線纜以及用于超大規(guī)模和大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心的線纜正向3，456條光纖束遷移。部分光纖制造商如今還提供6，912芯的光纜，且7，776芯的光纖也已面世。

　　全新光纜結構設計實現(xiàn)密度提升

　　光纖芯數(shù)較多的線纜在管道中占據(jù)了寶貴的空間，因彎曲半徑有限，較大的線纜直徑就會帶來性能上的挑戰(zhàn)。為解決這些問題，線纜制造廠商正向著可卷曲式帶狀結構和200微米光纖的方向發(fā)展。傳統(tǒng)帶狀光纖其整條線纜有12芯光纖束，而可卷曲式帶狀光纖則是并行光纖間斷斷續(xù)續(xù)地粘結在一起，從而可以卷曲、無需平放。平均而言，基于這種類型的設計可在兩英寸的管道內容納3，456條光纖束，而相同的空間內若采用扁平式光纖結構設計，則只能容納1，728條。

　　200微米光纖保留了標準的125微米包層，與當前的和新興的光學器件完全兼容。區(qū)別在于典型的250微米涂層縮減到了200微米。配合可卷曲式帶狀光纖使用時，因光纖直徑變小，線纜設備制造商就能維持線纜尺寸不變，而光纖數(shù)量則可比傳統(tǒng)250微米扁平式帶狀線纜增加一倍。

　　超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心已部署了諸如可卷曲式帶狀光纖和200微米光纖之類的技術，以滿足數(shù)據(jù)中心間不斷增長的連接需求。在數(shù)據(jù)中心內，葉（LEAF）交換機到服務器的連接距離要短很多，密度要更高，主要考量因素是光模塊的投資和運營成本。因此，許多數(shù)據(jù)中心一直使用的都是基于多模光纖的低成本垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）收發(fā)器。其他則采取混搭的方式，即在上層SPINE網(wǎng)狀網(wǎng)絡層中使用單模，而通過多模將服務器連接到第一層葉（LEAF）交換機。隨著越來越多的設備采用400GE，與服務器的50G和100G光纖連接成為標準，網(wǎng)絡管理員將需要通過這些方式來權衡成本和性能。

　　80km的DCI空間：相干光技術與直接檢測技術

　　隨著向區(qū)域數(shù)據(jù)中心集群發(fā)展的趨勢持續(xù)，對大容量低成本數(shù)據(jù)中心互連（DCI）鏈路的需求也日益凸顯。全新IEEE標準提供各種低成本的方式，可提供即插即用的點對點部署。用于直接檢測的收發(fā)器基于傳統(tǒng)PAM4（四電平脈沖幅度調制），將能夠提供長達40km的鏈路，同時直接兼容最新的400G數(shù)據(jù)中心交換機。此外，還有其他一些針對傳統(tǒng)DWDM傳輸鏈路類似功能的進展。

　　隨著鏈路距離從40km增加到80km甚至更遠，相干光系統(tǒng)能夠為遠程傳輸提供更強大的支持，有望占領大多數(shù)高速通信市場。相干光學器件克服了色散和偏振色散之類的限制，使其成為較長鏈路的理想技術選擇。傳統(tǒng)上，相干光學器件是高度定制化的（且價格昂貴），因此需要定制化的“調制解調器”，這一點與即插即用型光學模塊相反。隨著技術的進步，相干光解決方案的尺寸有望縮減，且部署成本有望降低。最終，相對成本差異可能會降低到較短鏈路也能受益于該技術的發(fā)展程度。

　　整體把控，持續(xù)向高速遷移

　　數(shù)據(jù)中心向著更高速度的邁進需要循序開展。隨著應用程序和服務的發(fā)展，存儲和服務器的速度也必須提高。采用模塊化的方法來處理重復性的定期升級，有助于減少規(guī)劃和落實更改所需的時間和成本。我們建議采用一種整體的方式，交換機、光學器件和光纖布線應作為一個協(xié)同的傳輸路徑。最終，所有這些組件如何協(xié)同工作，將決定網(wǎng)絡為全新和未來應用提供可靠且有效支持的能力。當今的挑戰(zhàn)是400G，未來將會是800G和1.6T。雖然網(wǎng)絡技術不斷變化，但對高質量光纖基礎設施的基本要求將持續(xù)。