人类生活越来越便捷,离不开各种各样的网络。有了电网,即使离发电厂再远也能通过电网用上电;有了电话网,即使处于大洋彼岸也能实时语音交流;有了电视网,处在世界各地的人们可以同时观看一个节目,人们正生活在一个由各种各样的线缆编织起来的网中。通过这些线缆,可以与世界各地的人和物保持着联系,有人说现在的地球是个“地球村”,这一点不假,通过各种各样的网将世界各地的人们联系起来,这些网通过各种各样的线缆完成互联。对于数据中心也不例外,在数据中心内部有着各种各样的线缆,完成了设备之间的互联,使这些设备形成一个整体,对外提供服务。走进数据中心,除了一排排放满了设备的机柜,到处可见的就是互联线缆。打开机柜门、翻开地板、抬头看看都能发现五颜六色的线缆,正是有这么多的线缆,才会有专业布线系统技术,对数据中心内部的线缆进行整理。线缆对于数据中心的重要性不言而喻,没有线缆,也就没有网络,没有了网络,数据中心业务就无从谈起。下面,我们就来详细说说数据中心里的那些线。

数据中心里的设备互连接口类型不断变化,速率也越来越高,所以线缆类型也不断增多。不同的线缆适应不同的设备互联,要做好适配,才能实现对接,并稳定运行不出问题。按照传输介质,线缆分了很多类型:电线、光纤、电缆,就让我们再认识一下它们。

电线历史悠久。早在1800年前,发现“电”可沿金属线传输。1835年,美国莫尔斯发明了有线电报机,促进了电缆的发展,接着电缆在电磁线、通信电缆、电力三个领域都获得了极大发展。在1898年英国在伦敦与伯明翰之间敷设了一条长达46公里的19个四线组成的长途通信电线。到了19世纪,计算机和以太网出现,电线在数据通信领域大放异彩,实现数据的传递。在早期的数据中心里,电线遍布整个机房,这时局域网内部的传输速度并不高,用的最普遍的就是双绞线,这是一种柔性的通信电缆,包含着成对的绝缘铜线,双绞线有三类、五类和超五类等类型的电缆,这类电缆价格便宜,一般也就一米一元,比较低廉。就算是贵的,也就十几块钱就能买上一米。电缆会和RJ45水晶头配套使用,RJ45就像线的道路上控制交通,连接器,电缆,线路的电线在自己的内部的物理位置。在网络安装,RJ45连接器是专门用于连接以太网设备。电线虽然便宜,传输速率是硬伤。三类电缆速率为10MB/S,五类可达100MB/S,而超五类则高达155MB/S以上。不过这个速率根本无法满足数据中心的发展要求,所以后来就出现了光纤。

在1970年,康宁公司率先研制出了世界上第一根衰减低于20DB/KM的石英玻璃光纤,确认光纤可用于通信,从此拉开了光纤传输数据的时代。1976年,美国贝尔研究所在亚特兰大建成第一条光纤通信实验系统,直到今天光纤已经成为数据中心里最重要的传输数据的线缆。光纤虽然只经过了50年的发展,却已经基本将电缆在数据中心里的地位替代。光纤最大的特点就是传导的是光信号,因此不受外界电磁信号的干扰,信号的衰减速度很慢,所以信号的传输距离比电缆要远得多,并且特别适用于电磁环境恶劣的地方。由于光纤的光学反射特性,一根光纤内部可以同时传送多路信号,所以光纤的传输速度可以非常的高。如今10G、40G、100G的速率传输光纤都可以实现,不过光纤不仅价格要贵些,与光纤配合的模块也要贵些,有些光模块一个便宜的数千,贵的上万,这在一定程度上影响到了光纤的普及。所以在很多数据中心里,在接入层还是电缆方式。光纤本身生命周期大概50年,传输质量要比电缆高得多,这样虽然贵了些,依然阻挡不住光进铜退的节奏。众所周知,光纤内部有收发两根光纤组成,完成双侧数据的交互,这样两个方向速度相互不受影响,我们说速率10G指的双向都可以达到10G.为了降低成本,现在设计了双向合一的光纤,这种将原来内部两根光纤合成一根光纤,成本大为降低,而且这样的光纤占用空间小,节约布线空间,目前获得了广泛认可。

电缆是这几年在数据中心里得到广泛应用,也属于线缆的一种。电缆实际上是将光模块和缆线的无缝连接形式,确保了光口不外露,减少了灰尘和其他污染物对缆线的影响,同时也降低了成本,简化了安装。高速线缆传输距离较短,适用于数据中心的短距离布线。其中,无源电缆的最大传输距离在5M左右,而有源电缆传输距离可达15M.高速线缆内部由铜芯制成,具有天然散热器的作用,散热效果好、节能环保。高速线缆功耗低,由于无源电缆不需要电源,耗电量几乎为0,节约用电成本。另外,由于铜缆价格远低于光纤,因此,使用高速线缆也会降低整个数据中心的布线成本,是一种极具成本效益的高速互连解决方案。电缆一般传递的速率很高,单从速率上可以替代光纤,不过传输距离过短,这决定了电缆使用的范围受到了限制。

这些年,数据中心里早已发生了翻天覆地的变化,各种新技术层出不穷,反而在线缆领域,技术几十年如一日并没有太多变化。从电到光,只有速率在不断地攀升,从技术本质上来讲,原理上没有太大突破。随着速率不断提高,迟早有一天会达到光率极限。到目前为止,还没有可以替代光的传输介质出现,也许将来会有新的传输介质出现,让我们期待吧。

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