近几年来,数据中心的光纤布线的技术与市场已经发生了很大变化,用于优化结构化布线到收发器路线图的基于8芯光纤技术的光纤解决方案日益流行。随着这一转变的持续,人们需要回顾促进8芯光纤(或base-8)技术发展和普及的因素和基础设施面临的挑战。通过回顾历史以及展望未来,可以评估8芯光纤技术的采用情况和价值。

要了解base-8光纤解决方案是如何诞生的,首先必须了解数据中心布线的历史。布线行业的早期应用者可能会回想起现场安装光纤的艰辛。随着数据中心数量和规模的不断增长,光纤系统的安装人员和维护人员必须管理数百甚至数千个单光纤和双光纤连接器。而随着数据中心空间和要求不断增加,这种方法在部署的密度和速度方面都带来了挑战。

1996年推出的MTP(MPO型)光纤连接器彻底改变了数据中心布线的设计和部署。在单个套圈中有12根光纤,它在满足速度、密度和安装简便性等高级挑战方面取得了显著进步。

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人们通常提出的问题是base-12解决方案是什么时候以及为什么是首先广泛部署的。Base-12光纤连接解决方案是在20世纪90年代中期推出的,其目的在于开发模块化、高密度、结构化的布线系统,允许快速部署,同时实现机架的端口密度的最大化。TIA/ EIA-568A光纤颜色编码标准基于12根光纤,并且带状光纤通常为12根。基于12根光纤的高密度连接性是有道理的,因此12芯MTP连接器和base-12连接诞生了。

从历史上看,MTP终端干线电缆已经成为数据中心结构化布线的中枢,从中央修补区域到区域或设备分布区域。当时的主要数据速率不超过10GbE,因此服务器、交换机和存储设备上的光学端口为双工或双光纤。通过MTP连接器实现高密度的base-12骨干连接,base-12到base-2(MTP到LC双工)分线模块或线束为设备提供了双光纤接口。由于12这个数字完全可以被2整除,因此这种MTP布线和分线解决方案可以轻松地为网络设备提供双光纤接口,并且base-12主干线缆的光纤利用率很高。实际上,使用MTP连接器进行结构化布线可以部署六个双工端口,并将单个连接器插入模块中。

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光纤技术发展到2009年,数据中心基础设施面临的挑战越来越多,其密度和部署速度变得更加重要。在此之前,大多数数据中心解决方案都基于传统LAN市场常用的硬件设计。人们需要解决数据中心特有的问题,这不仅仅是通用布线问题。随着数据中心市场的持续增长,它显然已经为专用的预端接光纤解决方案做好了准备。当这样的解决方案到来时,它解决了消耗昂贵的数据中心空间进行布线的挑战,同时还优化了基础架构组件,以便于使用和部署快速。它在这个行业提供的价值在其市场推出后将近10年后仍然被证明。密度、网络、正常运行时间、速度、简单性、清晰的过渡路径以满足未来需求是其基础。

从2009年到2013年,与数据中心相关的光学技术和协议路线图不断发展和进步。通过与主要收发器、交换机、服务器和存储制造商的沟通和探讨,发现将会出现许多收发器技术的选择,但所有这些都将基于双光纤或八光纤连接。换句话说,对于从40G到400G的以太网传输,所有这些都会导致推出这些解决方案。下表显示了这种情况。 蓝色字体代表截至2017年的IEEE标准协议。

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虽然双光纤和八光纤解决方案成为主流,但一些短期替代品将提供不同的基础光纤数量。如图表所示,迈向400G的道路包括将第一代和第二代OM3 / OM4并行传输作为base-32和base-16解决方案。然而,与主要收发器、交换机、服务器和存储供应商的探讨表明,由于制造成本和连接器复杂性,这些解决方案不会实现广泛部署。

想象一下使用具有16根、24根或32根光纤增量的MTP连接器的骨干基础设施。将此连接器引入布线基础设施意味着企业需要实施最小公分母的布线:这意味着收发器技术的使用频率最低,寿命最短。对于高于8根或12根光纤的基础设施,需要采用一种向下转换形式来与更常见的并行收发器(如SR4或PSM4)连接。转换模块在使用不同光纤数量的光端口的接口时,会增加成本和链路插入损耗。预计第八代OM3/ OM4光纤上的400G并行传输解决方案(8芯片光纤解决方案)将获得广泛的市场认可。由于数字8可以完全被数字2整除,因此base-8的主干连接可以轻松地与两个光纤收发器配合使用,就像base-12一样。但是base-8连接为预期最常见的40G、100G和400G收发器类型提供了最大的灵活性。简而言之,base-12连接为10G至400G传输提供了最新的现成的解决方案。

收发器领域也很快发生技术变化,但任何安装了40G光纤的行业人士都知道普通的收发器类型是QSFP,它通常使用8根光纤。Base-12可以连接到8芯QSFP端口。事实上,目前许多运营40G光纤线路的组织已经在其骨干网中安装了Base-12连接。然而,显然,将12芯光纤连接器安装到8芯光纤收发器中意味着四根光纤未被使用。

为了解决这个问题,供应商推出了一些解决方案,当采用带有并行base-8收发器的base-12布线时,可以100%利用主干光纤。这个举措涉及到base-12到base-8转换模块或线束。但解决了一个问题,却带来另一个问题:转换模块会增加插入损耗,因为链路具有更多的MTP连接器对。这种情况阻碍了链路性能,并增加了与转换模块相关的成本,因此该行业需要更好的方式。

管理基于双光纤和8芯光纤技术的解决方案是base-8连接。它需要为数据中心设计新的预端接电缆,这种电缆基于8芯光纤技术。该解决方案提供了原始预端接解决方案的所有价值,并增加了卓越的网络可扩展性,改进的链路性能和100%的光纤利用率。Base-8光纤解决方案将为各种网络应用带来附加价值,并简化布线基础设施管理。

新的网络应用已经出现,例如端口突破技术将高速端口(40G)分配到低速端口(10G)以降低成本并增加密度。端口突破部署已成为一种流行的网络工具,正在推动业界对并行光收发器的巨大需求。如今,当将40/100G并行光学收发器作为4个10/25G链路运行时,端口突破技术通常会起作用。突破并行端口有利于多种应用,例如构建大型叶脊网络和实现高密度的10/25G网络。

这个应用程序如何与新的base-8布线相关联?就像本地40G或100G网络的部署一样,并行收发器在端口突破模式下工作时,可以使用8根光纤。base-8线缆提供了与收发器的要求完全匹配,消除了未使用的光纤。

除了解决光纤利用率、链路损耗、与部署高密度和高带宽网络相关的成本等问题外,Base-8的最后一个挑战是管理布线基础设施的复杂性,其中MTP连接器直接插入收发器。

从历史上看,布线解决方案已经使用无隙MTP到MTP中继线用于10G等双工任务。这些中继线插入MTP至LC分支模块,LC双工跳线从模块连接至数据中心电子设备。由于MTP对需要一个引脚到无引脚的连接,所以MTP到LC模块在模块内部使用了一个固定的MTP连接器。当移动到平行光学系统时,中继线被安装到MTP适配器面板中,并且MTP跳线从中继线连接到电子设备。这是可能出现布线挑战的地方。

由于并行光学收发器始终固定,因此需要固定到无引脚的跳线将无引脚MTP到MTP中继线连接到收发器。如下图所示,根据链路,需要两种额外的跳线类型:用于连接主配线区域中的两个中继线的固定到固定的MTP跳线和用于直接连接两个收发器的无引脚到无引脚的MTP跳线。与使用单个LC双工跳线的传统双工系统相比,这些配置要求使跳线种类数量增加了三倍。这种跳线复杂性也给数据中心带来了风险,如果错误的跳线位于错误的位置,就有可能会造成损坏。

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为了解决这些问题,新的base-8解决方案具有固定的MTP到MTP中继。无论采用何种布线设计,这种更改都允许在整个光纤基础设施中使用单个无引脚至无引脚的跳线,从而消除了对三个跳线配置的需求,并消除了风险。

随着光学技术和协议路线图的强大价值和联系成为可能,base-8解决方案已在全球各地和所有垂直领域获得广泛认可。客户最常见的回应是为什么一直没有基于8芯光纤的解决方案?他们很高兴会获得根植于行业技术路线图的解决方案,并为其基础设施提供最大的灵活性。数据中心运营商和业主知道,使用base-8解决方案,他们能够以最大限度地降低风险,并针对当前和未来的解决方案进行优化。

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