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浅析新一代数据中心光纤布线技术发展趋势

文章来源:千家网 作者:【未知】 点击:次 时间:2014/4/24 14:39:37 转载:

数据中心布线系统需要不断提升带宽为快速增长的网络传输应用提前铺好道路,而采用光纤传输可以为不断发掘带宽潜力提供保障。与单模光纤相比较,由于多模光纤技术较低的有源+无源的综合成本,将促使多模光纤在数据中心的应用中占有绝对的优势,大中型数据中心超过85%的光纤布线系统采用的是多模光纤。

市场背景

在最近的5-6年内,中国的数据中心的建设处于高速增长的阶段,同时根据第三方调查机构的AMI预测,在今后的5年甚至更长的一段时期,国内数据中心的建设还将持续处于快速增长通道内,根据报告显示,亚太区数据中心布线市场复合年增长率将达到32.8%,预计中国的复合年增长率将达到37.5%,比整体综合布线市场的复合年增长率高出23.9%,中国2011年数据中心布线市场规模将有望达到9-10亿人民币。

中国国内传统布线市场近几年来原本由国际布线品牌完全主导现象逐渐演变为国内品牌与国际品牌分庭抗礼的格局,而在数据中心布线市场,特别大中型数据中心布线市场,根据统计,70%的市场份额由专业于数据中心领域的国际布线品牌约5-6家品牌形成寡头垄断的市场。由于数据中心布线市场对产品的专业性,产品质量与可靠性要求远远高于传统布线市场,特别是光纤产品应用技术上,布线品牌间的还存在着相当的差距,而大型数据中心项目的建设与应用,极大的推动了光纤布线产品技术的发展,对数据中心光纤布线将提出新的更高的要求并产生新的技术课题促进了数据中心布线技术的发展,引导数据中心布线产品技术的方向进而在布线市场中产生主流效应。

光纤技术的应用和发展

数据中心布线系统需要不断提升带宽为快速增长的网络(如核心层网络,汇聚层网络及SAN存储网络)传输应用提前铺好道路,而采用光纤传输可以为不断发掘带宽潜力提供保障。与单模光纤相比较,由于多模光纤技术较低的有源+无源的综合成本,将促使多模光纤在数据中心的应用中占有绝对的优势,大中型数据中心超过85%的光纤布线系统采用的是多模光纤。2009年8月,TIA正式批准OM4,一种新类别EIA/TIA492AAAD多模光纤标准的推出,为多模光纤今后大量应用提供了良好的发展前景,多模光纤从OM1到OM2,采用VCSEL激光优化技术后OM3再到OM4整整发展了4个阶段,带宽也是逐级提升,各级别的带宽与10G传输的距离对应关系如下图(1)所示。

随着2010年6月IEEE802.3ba新的以太网40G/100G标准发布后,多模光纤在数据中心领域的应用将翻开新的一页,40G与100G的高速传输不再仅仅依靠单模采用成本极高的WDM串行方式进行传输,新一代以太网40G/100G标准将采用OM3与OM4多模光纤多通道并行传输的方式,这种多模并传输的方式相比较单模WDM串行传输方式,在40G/100G上的总体成本(包含有源设备,光模块,无源器件)分别只占单模系统的1/3与1/10,可见多模优势十分明显,市场的应用趋向通常是由成本与价格因素来驱动与决定哪种技术模式能在市场取大最大的应用。

多模光纤40G的传输模式采用每对光纤支持10Gbps的速率4*10Gbp=40Gbps,需要用到各4根光纤发送与接收共8芯光纤,100G采用各10根光纤发送与接收10*10Gbps=100G,共使用20芯光纤,采用标准MTP/MPO的多芯连接系统将可以较好的支持新一代光网络40G/100G的传输,40G与100G在多芯光纤内的传输模式如下图(2)所示,40G的传输模式是在12芯的MTP/MPO连接器内取最外两侧各4芯进行传输,中间4芯处于空置状态,而100G的传输模式是采用两个12芯的MTP/MPO连接器中取中间10芯进行传输,如果采用MTP/MPO高密度24芯连接器,则在一个24芯的MTP/MPO连接器上完成100G的接收与发送。100G传输时,每12芯中的两侧各1芯处于空置状态。

由于新一代40G/100G的光纤技术的标准与应用标准都已经出台,为数据中心的规划者有了更明确的光纤类型选择方向,OM3与OM4光纤将成为数据中心的应用主流,如表(1)显示为多模OM3,OM4光纤分别应用于40G/100G对应的传输协议与支持应用距离,虽然多模40G/100G的传输距离无法与单模光纤长达10KM或40KM相比较,但在数据中心室内的应用环境下,据统计中小型数据中心超过90%的光纤链路长度小于100米,大型数据心超过70%的光纤链路长度小于100米,超过80%的长度小于125米,多模可以满足绝大部分链路的需要,随着网络设备的技术的提升,今后多模光纤支持的传输距离有可能进一步增加。

传输协议类型光纤类型支持传输距离:

40GBase-SR4850nmVCSELOM3光纤100米

40GBase-SR4850nmVCSELOM4光纤125米

100GBase-SR10850nmVCSELOM3光纤100米

100GBase-SR10850nmVCSELOM4光纤125米

北美电信工业协会2008年6月发布的标准ANSI/TIA568C.3对于以MTP/MPO的多芯连接器组成的光纤连接通道定义了三种光纤连接模式,分别为TYPE-A,TYPE-B,TYPE-C,在10Gbps及以下的传输应用中,以太网设备端口采用双工模式,MTP/MPO主干链路最终将被转换为双工类型连接器如LC,SC等,而在40G/100G的状态下设备端口如QSFP将直接与MTP/MPO连接器相连接,不论光纤通常中由几条光缆来连接,也不论中间连接的光纤是采哪种TYPE连接方式,40G/100G的设备端与设备端之间最终通道连接方式需要形成TYPE-B的模型状态,使设备发送端与接收端的通道相互对应,否则将无法正常通信。

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