產品 求購 供應 文章 問題

0431-81702023
光學工程
速度需求推動數據中心高密度OM3/OM4的光學連接

使用OM3/OM4激光優化的50/125μm多模光纖的光學連接應運而生,已經成為數據中心選擇的媒介。10GBASE-SR以太網成為了數據中心主要的數據傳輸速率,以響應服務器虛擬化,融合網絡和減少I/O服務器瓶頸的需求。數據中心部署OM3/OM4連接性解決方案以滿足10G雙芯串行傳輸,以及未來遷移到40/100G并行光學的需求。數據中心中高端口數10/40/100G電子設備需要利用高密度光學連接,以促進緩解電纜管理,優化路徑和空間利用率,以及支持綠色計劃。

  對速度的需求

  服務器虛擬化和聚合網絡的驅動需要更高的網絡數據傳輸速率。服務器虛擬化通過集成多個應用在一臺服務器上增加利用率,以減少服務器的數量。每臺服務器能夠支持更多的應用,通過技術改進虛擬化軟件和多核處理器(圖1)。以前的服務器每臺運行一個應用,典型的利用率為15-20%,目前的虛擬化服務器有能力支持20到25應用,這可以提高利用率達到80~90%。預期虛擬化服務器可能在不久的將來可以支持100個應用。一個物理服務器上運行25應用可以節約材料和能源成本,因為它可以減少24單應用服務器。

  圖1

  每臺服務器增加一定數量的應用,會產生=>10G的吞吐量的需求。根據服務器的帶寬要求,一個8核處理器可以驅動幾十Gb/s的帶寬。也就是說需要更高數據傳輸速率的網絡基礎設施,以適應更高級別的服務器I/O性能。圖2提供了一個服務器連接速度預測(10G,40G和100G)。預計在未來兩年里10G將會快速的應用在服務器和網絡交換機上,如核心和匯聚交換機。

  圖2

  數據中心使用多種網絡出現了運營和維護問題,每個網絡需要專用的電子設備和布線設施。以太網和光纖通道是典型的網絡類型,以太網在用戶和計算機設備之間提供一個局域網(LAN),而光纖通道提供了服務器和存儲之間的連接來創建一個存儲區域網絡(SAN)。標準的變化已經使兩個網絡發生了融合,如以太網光纖通道(FCoE)。

  FCoE是一個簡單的透傳法,在服務器端將光纖通道數據幀封裝成以太網數據幀。在通過局域網發送它們之前,服務器將光纖通道數據幀封裝到以太網數據幀,然后當FCoE數據幀被接收后再對它們解封裝。融合網絡利用低成本的以太網電子設備傳輸以太網和光纖通道數據。

  表1提供了光纖通道行業協會(FCIA)對FCoE速度路徑的路線圖。在10GFCoE利用串行雙路光纖傳輸,40/100GFCoE速度需要并行光學來實現。

  FCoE速度路線圖

  表1

  OM3或OM4是數據中心的首選光纖

  OM3和OM4激光優化的50/125?m多模光纖是數據中心選擇的連接類型。這種光纖與單模光纖相比提供了一個重要的價值定位,多模光纖利用低成本850nm收發器實現串行和并行傳輸。IEEE802.3ba40/100G以太網標準于2010年6月批準,并且規定了多模光纖的并行光學傳輸。在指導被開發出來時由于850nmVCSEL的調制限制,并行光傳輸被指定代替串行傳輸。OM3和OM4是被納入標準的唯一多模光纖。40/100G標準沒有對CATUTP/STP銅纜做出指導。

  圖3-40GBASE-SR4并行光學

  圖4-100GBASE-SR10并行光學

  表2提供了OM3-和OM4-規定的以太網和光纖通道的距離。以太網每個距離假設1.5dB總連接器損耗除了OM440/100G的情況,光纖通道假設1.0dB總連接器的損耗。OM3和OM4完全有能力支持現有的和新興數據傳輸速率,因此物理層預期會有15-20年的使用壽命。

  850nm以太網傳輸距離(米)

  1.10G標準建議的傳輸距離

  2.指導長度

  850nm光纖通道傳輸距離(米)

  表2

高密度光學連接

  網絡交換產品可用的SFP+接口卡達到48個,每個機架式交換機使用超過1000芯OM3/OM4光纖10G雙芯光纖串行運作。預計未來40/100G交換機使用每機架超過4000芯的光纖來部署并行光學。網絡電子設備高芯數需求需要高密度光纜和硬件解決方案來最大化利用的路徑和空間,緩解光纜管理和簡化連接到系統的電子設備。

  抗彎曲OM3/OM4光纖提供了非常小的光纜直徑和硬件組件產生了最高的數據中心連接密度。相比傳統的多模光纖,抗彎曲OM3/OM4光纖有助于降低15-30%的主干光纜直徑和提供超過4000芯光纖的配線架密度。主干光纜直徑的降低可以消耗更少的路徑和空間,以及支持更有效的使用光纜橋架,使得主要材料成本節約(圖5)。

  圖5

  數據中心如今需要安裝高密度12芯MPO接頭OM3/OM4主干光纜。這些可用于雙路光纖串行傳輸,并提供一個有效的遷移路徑到并行光學,需要MPO接口連接到交換機設備和服務器網卡(圖6)。

  圖6

  高密度模塊化4U和1U配線架硬件可以容易的支持雙路光纖串行傳輸,使用MPO/LC模塊(圖7)簡化了遷移到并行光學的路徑。MPO/LC模塊用于扇出主干光纜末端的12芯MPO連接器到單芯或雙芯型連接器。單芯和雙芯跳線可以用于連接到系統設備端口和交叉連接區域的配線架。MPO/LC模塊很容易拆除和替換成MPO適配器模塊,根據需要轉換成并行光學傳輸。40G多模光纖傳輸將使用一個12芯MPO接頭,100G多模光纖傳輸將使用一個24芯MPO連接器連接到收發器接口。

  串行雙芯傳輸并行光學傳輸

  圖7

  光纖配線架集成的托盤可以容納MPO/LC模塊。每個托盤都可以安裝四個獨立的MPO/LC模塊以提高模塊化,便于移動,增加和變更。4U和1U配線架分別有12個和2托盤。4U配線架通常是用于連接到高密度電子設備以及交叉互聯使用。1U配線架通常用于主干光纜與架頂式接入交換機互聯。圖8和9舉例說明配線架設計,表3提供了配線架光纖的容量。

  圖8-4U光纖配線架

 

  圖9-1U光纖配線架

  表3

  MPO/LC扇出跳線組件已經成為一種很流行的方法,用來連接到高端口數網絡交換機。一個使用MPO連接的主干光纜與扇出跳線端接,裝配在網絡電子設備的配線架。扇出跳線一端裝有一個MPO連接器,而另一端裝有單芯或雙芯連接器。相比于典型的雙芯跳線,扇出跳線組件不但大大的減少了連接到電子設備的布線量,易于管理,而且提高了冷卻效率。此外,扇出跳線組件可以配置交錯排列的分支,相匹配于電子設備接口卡的接口位置(圖10)。當轉換成并行光學,您只需簡單的移除扇出跳線組件,替換為適當的MPO跳線即可。

  圖10

  結論

  現有和新興的網絡技術推動數據中心中增加數據傳輸速率和光纖使用的需要。高密度光學連接解決方案是應對這些趨勢必要的解決方案,不但可以充分利用光纜管理和數據中心使用面積,而且可以簡單的從雙芯串行傳輸遷移到12和24芯并行光學傳輸。OM3/OM4光學連接解決方案已做好準備迎接這些挑戰。

 


版權信息:長春市金龍光電科技有限責任公司 | 聯系電話:0431-81702023 | 網站備案號:吉ICP備07002350號-1 | EMAIL:[email protected]
35选7中奖号码