9/6/2018, 康普公司供稿，作者，康普公司北亞區(qū)技術(shù)總監(jiān) 吳健
數(shù)據(jù)中心的高速遷移趨勢(shì)
 
如今，企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)鏈路都采用了光纖。并行光纖（基于MPO）的連接性越來(lái)越受到歡迎，因其使能夠快速高效地進(jìn)行部署的預(yù)端接系統(tǒng)得以應(yīng)用。最近，標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備供應(yīng)商已開(kāi)始部署多光纖接口來(lái)提高吞吐量和密度。這種趨勢(shì)在多種應(yīng)用中均可見(jiàn)端倪。例如，存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)的光纖通道應(yīng)用主要為雙工，但隨著其遷移至32G以上的光纖通道，就開(kāi)始引入新的并行鏈路選項(xiàng)了。
 
光纖布線的挑戰(zhàn)
 
多模光纖仍是大多數(shù)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心的主要媒介選擇——與單模光纖相比，其電子器件成本更低，使其成為更具成本效益的選擇，且短波分復(fù)用（SWDM4）的采用和新光纖類型OM5的推出也能夠通過(guò)支持更長(zhǎng)的鏈路長(zhǎng)度來(lái)擴(kuò)展多模光纖的采用。
 
實(shí)現(xiàn)更高鏈路速度的方法之一是采用多通道，就像40GBASESR4一樣。另一種方法是通過(guò)在一對(duì)光纖上對(duì)多個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)用來(lái)創(chuàng)建通道。如上所述，對(duì)多模進(jìn)行多路復(fù)用的能力使其可行性得以擴(kuò)展。圖1顯示了SWDM4技術(shù)的兩個(gè)示例，即40G-SWDM4和100G-SWDM4。這些收發(fā)器通過(guò)采用四種不同波長(zhǎng)，可在一對(duì)雙工多模光纖上提供四個(gè)25GbE通道。
 
展望未來(lái)，100G-SWDM4雙工可采用八芯，聚合為一個(gè)并行的400 GbE鏈路。請(qǐng)注意圖1中常見(jiàn)應(yīng)用的光纖計(jì)數(shù)。所示的多對(duì)應(yīng)用中的任何一個(gè)都能分支，雙工和并行光纖之間可能會(huì)發(fā)生遷移，因此，預(yù)計(jì)光纖布線系統(tǒng)的配置應(yīng)該能夠適應(yīng)未來(lái)的這些變化。
 

圖1: 以太網(wǎng)光纖應(yīng)用——* OM3/OM4有效模式帶寬僅限于850 nm
 
遷移到更高數(shù)據(jù)速率的挑戰(zhàn)之一便是空間不足。為實(shí)現(xiàn)更高的密度，更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)而采用MPO連接器。
 
根據(jù)需要，雙工LC端口可更換為MPO端口。如果可以用一對(duì)雙工對(duì)來(lái)支持光纖，那么MPO端口最多可以支持12倍于LC端口的鏈路。MPO連接器可提供8、12或24芯版本。
 
 
圖2: MPO-8、MPO-12和MPO-24配置
 
為應(yīng)用選擇最佳的多模連接器
8芯MPO連接器最初推出時(shí)，是利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)12芯MPO連接器中12芯位置中的8個(gè)來(lái)提供并行信號(hào)應(yīng)用支持的。此應(yīng)用通常發(fā)生在QSFP收發(fā)器中，用于40GBASE-SR4或100GBASE-SR4，其中四對(duì)光纖每對(duì)可傳輸10或25 GbE，以實(shí)現(xiàn)40或100 Gb/s的通道。從基礎(chǔ)設(shè)施的角度來(lái)看，8芯MPO連接器最適合于并行應(yīng)用1:1的端口連接。一個(gè)8芯連接器等于一個(gè)并行端口。
 
還有其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的多芯連接器選項(xiàng)，例如12芯MPO或24芯MPO，它們?cè)谑袌?chǎng)中不斷得以普及。與8芯應(yīng)用相比，這些更多芯數(shù)的MPO可提供更高的架構(gòu)靈活性和中繼效率。例如，通過(guò)將兩根12芯MPO或一根24芯MPO用于主干線纜，您可以支持多個(gè)雙工、多個(gè)并行或各自的組合，而無(wú)需重新連接線纜。這種靈活性使您能夠隨著網(wǎng)絡(luò)或業(yè)務(wù)模型的發(fā)展而高效地遷移應(yīng)用程序。
 
MPO-8連接器和主干在這種應(yīng)用中的使用比例為1:1，MPO-12主干以2:3的比例支持此應(yīng)用，而MPO-24主干以1:3的比例支持此應(yīng)用。
 
在所有MPO光纖系統(tǒng)中，無(wú)論連接器中芯數(shù)如何，極性或?qū)�傳輸信�?hào)路由到正確的接收器都是至關(guān)重要的。雖然可采用多種極性方法， B方法是推薦之選。
 
·        12芯(MPO-12)設(shè)計(jì)
MPO-12是全球公認(rèn)的多模和單模應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)接口。它已有數(shù)十年的歷史，并廣泛用作雙工和單工應(yīng)用的主干線纜連接器。因?yàn)镼SFP應(yīng)用并沒(méi)有像我們之前討論過(guò)的那樣使用所有12芯。為保持光纖干線線纜的有效使用，中間4芯從兩根12芯干線組合而成，以提供額外的QSFP 8芯端口。MPO-12主干中的所有24芯都得以充分利用。這種設(shè)計(jì)允許在并行和雙工應(yīng)用之間來(lái)回切換。
 
·        24芯 (MPO-24) 設(shè)計(jì)
MPO-24連接器可能是部署并行和雙工光纖應(yīng)用的最具成本效益的方法。通過(guò)在單一連接器中連接24芯，可提供比三個(gè)MPO-8連接器或兩個(gè)MPO-12連接器更高的密度，并加快與安裝MPO系統(tǒng)相關(guān)的清潔和檢查時(shí)間。MPO-24主干的交叉連接提供了更高的端口密度，面板空間需求減少為MPO-8的1/3、MPO-12的1/2。在高密度應(yīng)用中，主干線纜的尺寸也是考量因素之一。使用MPO-24子單元的144芯主干線纜比等效的MPO-12所占用的面積減少約30％。對(duì)于QSFP應(yīng)用，與MPO-8端口相比，MPO-24可支持3倍的面板密度提升。 
 
與MPO-8或MPO-12系統(tǒng)相比，MPO-24系統(tǒng)還能支持更廣泛的并行應(yīng)用。100G SR-10應(yīng)用需要十對(duì)10x10G配置的多模光纖。一些制造商已經(jīng)將此應(yīng)用擴(kuò)展至可提供12x10G交換機(jī)端口。MPO-24為這些100G或120G應(yīng)用提供了簡(jiǎn)單直接的支持，如圖3所示。
 

圖3: 采用MPO-24的100G和120G并行支持
 
 
滿足數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)需求
 
數(shù)據(jù)中心需要快速響應(yīng)爆炸式的帶寬需求，而數(shù)據(jù)中心應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)和光學(xué)收發(fā)器等新型網(wǎng)絡(luò)功能有賴于物理光纖基礎(chǔ)設(shè)施的性能和適應(yīng)性。光纖基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化需要高速遷移戰(zhàn)略來(lái)支持新興的雙工和并行光纖傳輸應(yīng)用，這些應(yīng)用將隨著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)向更新的技術(shù)而得以廣泛采用。速度、靈活性和具有可擴(kuò)展性的容量是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
 
MPO布線系統(tǒng)部署迅速、配置靈活、可擴(kuò)展至最優(yōu)容量。在工廠中采用精密工藝制造，可為要求最苛刻的網(wǎng)絡(luò)光纖提供出色、可靠且可復(fù)驗(yàn)的應(yīng)用支持。MPO系統(tǒng)為極具挑戰(zhàn)性的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)要求提供了新解決方案。



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