從數(shù)據(jù)通信角度看萬(wàn)物互聯(lián)

過(guò)去十年間，日新月異的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)不斷打破地球上速度的極限和空間的約束。如今，我們可以通過(guò)微信實(shí)時(shí)為大洋彼岸的朋友送去一段視頻祝福，也可以直播在海南三亞的浪漫婚禮。在這個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的突飛猛進(jìn)，特別是用于存儲(chǔ)、處理、傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心，其迅猛發(fā)展、不斷迭代、也在不斷重新定義人們生活方式。我們不妨作一個(gè)有趣的類(lèi)比，打造一個(gè)數(shù)據(jù)中心就像是設(shè)計(jì)一座智慧城市。其成功的關(guān)鍵在于將新一代信息技術(shù)和物理元件有機(jī)相聯(lián)，構(gòu)筑簡(jiǎn)單、高效、可靠的數(shù)據(jù)城市基礎(chǔ)。

萬(wàn)物互聯(lián)的當(dāng)下，固網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信數(shù)據(jù)流量以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求正在以難以置信的速度增長(zhǎng)。根據(jù)Gartner的統(tǒng)計(jì)，截至2020年，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接設(shè)備數(shù)量有望超過(guò)200億。2016思科Cisco‘s Visual Networking Index預(yù)測(cè)，全球月均移動(dòng)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)流量將在2015年到2020年之間增長(zhǎng)8倍，達(dá)到30.6 EB。固網(wǎng)和移動(dòng)數(shù)據(jù)流量不斷增長(zhǎng)的需求推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模增加。如今另一個(gè)顯著的趨勢(shì)是公有云服務(wù)的興起，這意味著需要布署多達(dá)萬(wàn)臺(tái)量級(jí)的主機(jī)來(lái)搭建一個(gè)超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，相比幾百臺(tái)服務(wù)器組成的普通數(shù)據(jù)中心，這就要求相關(guān)硬件層面的提升與需求相匹配，來(lái)應(yīng)對(duì)以下的挑戰(zhàn)。

§ 前瞻變革：數(shù)據(jù)中心加速迭代

傳輸速度之于數(shù)據(jù)中心就像是城市的交通方式變革。不斷涌入的數(shù)據(jù)流量促使各大服務(wù)商不斷地重新審視數(shù)據(jù)中心內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸速度的升級(jí)。數(shù)據(jù)中心設(shè)備已將數(shù)據(jù)傳輸速度從10Gbps提升至25、40、50和100Gbps，隨著對(duì)于更高速產(chǎn)品的需求，連接器和電纜組件不斷發(fā)展，當(dāng)下的前沿技術(shù)很快就會(huì)普及為市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，例如，TE的Sliver內(nèi)部電纜互連系統(tǒng)能夠提供400Gbps到800Gbps 高速寬帶互聯(lián)解決方案，業(yè)已被板載光纖模塊聯(lián)盟 （COBO） 確認(rèn)為數(shù)據(jù)中心新標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提高所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也勢(shì)必面對(duì)更加復(fù)雜的信號(hào)傳輸路徑設(shè)計(jì)。在全新的數(shù)據(jù)中心世界，分散式架構(gòu)正推動(dòng)著數(shù)據(jù)流量處理方式的創(chuàng)新，各機(jī)架、服務(wù)器之間不斷增加的連接量推進(jìn)了leaf and spine架構(gòu)的應(yīng)用，這種架構(gòu)需要更大型的高密度交換機(jī)以及大量的內(nèi)部和外部端口。系統(tǒng)架構(gòu)師必須謹(jǐn)慎考慮包括尺寸、重量、功耗、成本和性能在內(nèi)的多個(gè)因素，確保做出最佳組合選擇，特別是常常被忽視的線(xiàn)纜，也需要升級(jí)以適應(yīng)硬件性能的提升，從而充分發(fā)揮硬件升級(jí)帶來(lái)的各項(xiàng)提升。

TE Connectivity數(shù)據(jù)與終端設(shè)備事業(yè)部亞太區(qū)技術(shù)應(yīng)用高級(jí)經(jīng)理徐蘇翔表示：“目前，全球?qū)拵Оl(fā)展速度呈幾何級(jí)增長(zhǎng)：從1Gbps過(guò)渡到10Gbps約5-10年時(shí)間、再發(fā)展到25Gbps約2-3年時(shí)間、再?gòu)?5Gbps提升到100Gbps約2年時(shí)間。其更新迭代的速度是超乎我們想象的，這就需要像TE這樣的電子元器件企業(yè)不斷提高我們的創(chuàng)新速度，跟上市場(chǎng)的步伐，更要求我們具有前瞻性的科研能力和市場(chǎng)預(yù)判。我預(yù)計(jì)傳輸速率接下來(lái)還將往400Gbps大踏步前進(jìn)?！?/p>

§ 靈活緊湊：增強(qiáng)空間密度

人類(lèi)居住空間利用率是隨著人口不斷攀升愈發(fā)值得重視的一大議題；同樣，工程師在為數(shù)據(jù)信號(hào)設(shè)計(jì)居住環(huán)境時(shí)自然也需要考慮到流量急劇攀升趨勢(shì)下如何高效利用空間。衡量一個(gè)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)便是其是否能夠平衡服務(wù)器數(shù)量增長(zhǎng)帶來(lái)的空間密度問(wèn)題與數(shù)據(jù)中心高性能擴(kuò)展之間的矛盾。不妨試想一下，如果在緊湊的機(jī)箱中能夠配置多個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，不僅可以降低其空間占用，還將擁有靈活的存儲(chǔ)和共享基礎(chǔ)架構(gòu)，這便要求每一個(gè)硬件單體具備更強(qiáng)的密度。

特別是數(shù)據(jù)中心的背板，為目前不斷涌現(xiàn)的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用提供了核心支持，背板的性能限制會(huì)降低整體系統(tǒng)速度。正因?yàn)槿绱?，TE的STRADA Whisper互連系統(tǒng)堪稱(chēng)革命性設(shè)計(jì)，能夠在保證信號(hào)完整性并節(jié)省板內(nèi)空間的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化并改善背板設(shè)計(jì)，工程師無(wú)需耗費(fèi)高昂的成本重新設(shè)計(jì)背板或中間背板，即可以實(shí)現(xiàn)高效的下一代系統(tǒng)升級(jí)，支持當(dāng)前和未來(lái)的性能需求。

§ 革新設(shè)計(jì)：能耗與散熱優(yōu)化升級(jí)

超大批量服務(wù)器的投入使用以及傳輸速率的提升不可避免地伴隨著電力的加倍消耗以及散熱的要求。因此，電源線(xiàn)纜的配置、綠色節(jié)能與電力風(fēng)險(xiǎn)管控成為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的一大重要議題，以幫助數(shù)據(jù)信號(hào)打造一座安全、節(jié)能的宜居“城市”。數(shù)據(jù)中心的電力和散熱相關(guān)問(wèn)題與速度需求一樣，均決定了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。在過(guò)去十年中，單個(gè)機(jī)架的功耗（以及因此產(chǎn)生的熱損耗）大幅攀升，導(dǎo)致兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的問(wèn)題：提供更高電力，解決擁擠機(jī)箱內(nèi)的電源和有源電子部件的散熱。由于大數(shù)據(jù)中心以及機(jī)架物理結(jié)構(gòu)內(nèi)（以及每個(gè)機(jī)架系統(tǒng)內(nèi)的板連接處）均需要電流，因此需要許多電纜和相關(guān)連接器來(lái)滿(mǎn)足電源通路設(shè)計(jì)。而對(duì)于單個(gè)連接器，即使很小的接觸電阻和壓降（IR損失）都會(huì)導(dǎo)致電源效率降低并增加散熱（I2R），因此連接器處的溫升必須保持到適度水平（通常30°C以下）以確保安全和性能。此外，對(duì)于支持板件“熱插拔”（即在電源接通時(shí)拔出或插入）的連接器不斷增加的需求帶來(lái)了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。如果連接器不具備最佳的接觸材料和特性，將導(dǎo)致供電時(shí)序和接觸疲勞問(wèn)題。

TE最新推出的microQSFP之所以被公認(rèn)為打造了數(shù)據(jù)中心和無(wú)線(xiàn)通信應(yīng)用領(lǐng)域的全新標(biāo)準(zhǔn)，有一大因素便在于該產(chǎn)品相較于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的QSFP28提升了30%的散熱能力，其革命性設(shè)計(jì)幾乎將整個(gè)面板置于設(shè)備的可用氣流中，并顯著提高了連接器和所有其他內(nèi)部元件的冷卻效率，同時(shí)還保證在一個(gè)傳統(tǒng)的10G輸入/輸出接口尺寸范圍內(nèi)，提供100G的傳輸速度。

中國(guó)特色：天時(shí)地利還需人和

相比歐美等其他國(guó)家，由于中國(guó)人口眾多，在人口密集的地方，高峰時(shí)段對(duì)服務(wù)資源的需求與一般時(shí)段之間的差距會(huì)非常大。一個(gè)最明顯的例子便是每年“雙十一”購(gòu)物狂歡節(jié)，上億買(mǎi)手紛紛急不可耐地出手點(diǎn)擊“確認(rèn)”買(mǎi)單。通過(guò)云計(jì)算的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的集中和共享，滿(mǎn)足特殊時(shí)段的超大流量需求，并把空閑時(shí)段的資源補(bǔ)充到其他需要的應(yīng)用上，將會(huì)是一個(gè)非常有益的變化，更加適合中國(guó)的國(guó)情。此外，

由于數(shù)據(jù)中心占地較大，常常建設(shè)在地形錯(cuò)綜復(fù)雜、周?chē)h(huán)境嚴(yán)苛的區(qū)域，這就更加需要硬件的設(shè)備能夠經(jīng)得起各種的挑戰(zhàn)，并能保持高效、安全、可靠的運(yùn)作。

未來(lái)的數(shù)據(jù)通信：一切皆有可能

未來(lái)的數(shù)據(jù)通信將實(shí)現(xiàn)更快的傳輸速率、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)、更無(wú)縫實(shí)時(shí)的通訊，讓當(dāng)初看似異想天開(kāi)的場(chǎng)景變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)真實(shí)的應(yīng)用。

事實(shí)上，未來(lái)離我們并不遙遠(yuǎn)。今年世界移動(dòng)通訊大會(huì)（MWC）上，20多家在行業(yè)內(nèi)頗具影響力的公司同時(shí)宣布，5G新無(wú)線(xiàn)電技術(shù)將在2019年大規(guī)模部署。這意味著兩年之后，普通消費(fèi)者就能獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸體驗(yàn)，比之前的預(yù)期提早一年?！?G將帶來(lái)高速率、低延遲、高容量的優(yōu)勢(shì)，引爆一系列終端和產(chǎn)業(yè)的變革，顛覆人們的生活場(chǎng)景，諸如手機(jī)應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程手術(shù)等?！盩E Connectivity副總裁、數(shù)據(jù)與終端設(shè)備事業(yè)部亞洲區(qū)及歐洲區(qū)總經(jīng)理、TE中國(guó)事業(yè)部聯(lián)席委員會(huì)主席Jason Merszei在2017 MWC現(xiàn)場(chǎng)表示，“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，未來(lái)的數(shù)據(jù)通信，一切皆有可能，而這些創(chuàng)舉的物理基礎(chǔ)正是來(lái)自于我們互聯(lián)世界的數(shù)據(jù)骨干支柱?！?/p>

關(guān)于TE CONNECTIVITY

TE Connectivity（紐約證交所代碼：TEL）是全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，年銷(xiāo)售額達(dá) 120 億美元。我們秉持著創(chuàng)新的承諾，持續(xù)推動(dòng)著交通、工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)療技術(shù)、能源、數(shù)據(jù)通信和家居的發(fā)展。TE業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的連接和傳感解決方案經(jīng)受?chē)?yán)苛環(huán)境的驗(yàn)證，助力于創(chuàng)造更安全、綠色、智能和互聯(lián)的世界。TE在全球擁有約 75，000 名員工，其中 7，000 多名為工程師，合作的客戶(hù)遍及全球近 150個(gè)國(guó)家。TE相信“無(wú)限連動(dòng)，盡在其中”。更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.te.com.cn。