數據量增長不斷推動數據中心變革

正如大家所知，技術正在不斷驅動數據中心的變革。帶來這一變革的驅動因素是什么?2017年，近2.5億用戶首次登錄互聯網，而這一數量在2018年又增長了7%。每秒中就有11個新用戶在看社交媒體，人均每天花在網上的時間約6個小時。      而數據中心不斷變革的原因其實很簡單，就是為了“利潤”!現在，幾乎所有公司都有了自己的官網，而2017年電子商務幫助企業獲得了近1.5萬億美元。但是，如果你的網站加載時間超過三秒，服務器租用，你可能會失去近四分之一的訪問者。僅一秒鐘的延遲就能損失11%的頁面瀏覽量和7%的商機!    因此，服務器計算速度在過去數年中不斷增長，且在未來還將繼續增長。服務器計算速度也推動了收發器的銷售和發展。你可以從圖1中看到，1G連接迅速成為過去，10G也很快就會消失。25G收發器目前在市場上立足，但是在未來幾年將會被50G收發器取代。此外，許多超大型和云數據中心預計在未來幾年將采用100 G的服務器端口速度。這些更高的服務器速度可以由2芯或8芯并行光學收發器來實現40G、100G 、200G和400G通道速率。

通過不同的技術實現更高的傳輸速率

收發器制造商使用幾種不同的技術來實現傳輸速率的增長。1是增加波特率，但這個方法適用于低數據速率。在更高的數據速率傳輸時，信噪比便成為較難解決的問題。2是增加光纖的數量。將2芯擴展至8芯。3是使用多個源和多路復用信號，通常被稱為波分復用或解復用。4是改變調制的格式，使用脈沖幅度調制(PAM4)來實現更高的數據率。但是，不管使用哪種方法，最后所使用的光纖鏈路(如圖)，都是2芯或8芯。

圖 示：遷移路徑

2芯還是8芯?

那么我們是選擇雙工(2芯)還是并行傳輸(8芯)解決方案呢?下面我們將從價格、功耗、密度、和靈活性幾個方面來討論。      首先，2芯雙工收發器，必須開發新組件來實現更高的數據速率，而并行光學收發器則可以利用現有技術構建下一代收發器。同時，并行光學收發器可以使用4個無冷卻激光發射器或者1個激光發射器搭配波導和調節器使用。      因此，8芯并行鏈路不僅便宜而且整體功耗也較低。

其次，耗電量是數據中心最大的運營費用，因此，采用低能耗的產品解決方案將有助于降低運營成本。一個10G收發器的功率低于1W，而一個40G并行光學收發器的功耗為1.5W。一個40G收發器相當于4個10G收發器，但是耗電量卻減少了60%!而且冷卻系統同樣需要耗費電力。所以電子設備的節能也將帶來冷卻系統的節能，從而實現整體的電力節省。

最后，在高密度解決方案中，利用并行光學鏈接有助于降低總擁有成本。一個36端口高密度QSFP轉換卡，每個端口可以用作四個10G端口使用。一個QSFP轉換器，可以支持多達144個10G鏈接，能夠減少線卡的數量，減少電力供應、冷卻設備、監控設備、控制器和軟件許可證的數量!

而為了實現以上這些成本的節約，結構化布線系統必須支持8芯連接!使用base-8結構化布線系統，將使布線系統更加靈活，升級更高數據速率的網絡也將更加平滑，大部分原有的光纖配件和轉換器模塊都可以繼續使用。

Base-8結構化

布線部署結構化布線并不是一個新概念。數據中心正在不斷地從以往的臨時連接，轉向預端接主干光纜等多纖連接器。數據中心光纖布線系統通常采用12到144芯MTP/MPO預端接光纜作為主干光纜。但不斷增長的數據中心規模和網絡架構的演變，需要更高芯數的光纜來支持，比如288，432，甚至576芯光纜。高芯數光纜的使用可以大大增加在有限的橋架空間內部署光纜的密度。同時由于減少纜的數量，從而減少部署時間，降低了安裝成本。

圖4描繪了3種不同芯數光纜的部署場景，占用的線槽空間是相同的

采用370 x 12芯MTP光纜部署，總芯數4，440芯

采用95 x 144芯MTP光纜部署，總芯數13，680芯

采用56 x 288芯MTP光纜部署，總芯數16，128芯

數據中心規模逐漸擴大，單個建筑已無法滿足超大型數據中心的需求。超大型數據中心往往包括多個建筑，園區網絡環境要求布線基礎設施包括高芯數預鏈接光纜或普通光纜作為主干。這些主干光纜芯數需求有時甚至超過864，高達1728或3456芯光纖。

結構化布線方案

滿足高芯數部署需求，有多種解決方案，而這些方案都將使用多芯連接器MTP/MPO。這些連接器能帶來更快的安裝時間，并提供從2芯收發器向8芯收發器演進的路徑。利用結構化布線和多芯連接器能夠實現分離式的部署，從而降低總擁有成本。

高芯數MTP/MPO主干纜