新一代数据中心光纤布线技术发展趋势

　　布线意思是元器件间导线连接的布置，先布好线，将导线穿过有电气连接的引脚所在的孔，这样可以在焊接元件的同时，实现元件间的连接。在制作单片机的实验板时，焊位数码管时1引脚，要分别用导线引出来，接到I/O口，管脚间距很小，对于初学者真是一大挑战。次焊的时候，先把4位数码管焊在了板上，再分别在12根引脚上焊导线，这时就很麻烦了，不光在引脚上焊导线麻烦，而且走线时，也很麻烦，因为数码管的a~h并不是顺序排列的。走线就很容易交叉。今天我们来看看它是怎样的一个发展趋势。

　　首先，我们主要是从多模光纤发展来看。在光纤领域里面有两大块应用，今天从布线和数据中心角度，从这个表看，光纤通道的传输容量已经发展到TB每秒的级别了，一对光纤可以传输一个TB.这是一个非常大的容量，它是采用光纤的WDMA波分复用技术。我们认为在数据中心领域里面，多的还是属于多模光纤，单模光纤有源设备的成本比较大。

　　我们看看多模光纤发展历程，从图上可以看出1G/秒是一个多模光纤技术的分水岭，1G以前绝大部分采用LED的光源，这样它的传输距离比较短，它得到的应用是有限的。但是从1G到10G,全部都采用VCSEL激光光源，这样把多模光纤应用提升到一个新层次，包括在以太网的传输技术，都是基于激光光源的多模光纤技术上发展的。应用于存储传输协议的光纤通道从2G到4G,到8G,到16G不断演进，我们可以看到多模光纤在整个通信领域里面有非常好的一个发展趋势。

　　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。

　　从光纤这几年的应用来看，我们从领域来看都是一个稳步增长的趋势，蓝色这块是亚太地区，特别以中国为主的区域，多模光纤在亚太区域增长趋势非常稳定，特别是亚太以中国为代表新兴国家，多模在国内的应用将会不断地增长。接下来我们来看看服务器厂家端口的配置状况。在绿色区域采用铜缆的，10G是采用蓝色的，后面再深一点颜色采用40G与100G,2010年10G已经开始采用了。光纤的部署跟服务器设备的端口是有时间差的，布线一定是靠前的，因为我们要考虑未来10年的应用。我们实际上在布线领域会比这个表上的时间大概会提前2-3年。

　　多模光纤的应用，从10G、40G、100G这样的方式我们来看它整体的应用。从多模光纤来看，从2010年开始，40G已经逐渐尝试了，从现在开始有一小部分开始用了。可以这么说，多模光纤技术发展也是依赖于数据中心应用技术的发展，这两者之间是相互之间的作用和推动产生了一个不断传输速率提高。OM1、OM2、OM3应用的比较广泛，下一代就是OM4.OM3与OM4在支持40G与100G的传输距离分别是100米与150米。这张表是总体列出了多模光纤应用的支持距离，我们来看目前多模光纤的技术，从OM1,就是62.5u多模光纤，OM2是50u,以及后面OM3、OM4,激光优化通道传输的带宽通道是在850短波段上。也许不久将来会有OM5,数据中心的高带宽要求的推动下，多模光纤技术在不断提升。

　　这样的技术发展对数据中心带来一个非常好的支持，从介质层面对数据中心未来发展提供了良好的支撑。基于光纤技术的发展，布线技术也在同步发展。刚才提的主要是光本身的发展。按照我们整体来看，不管是第三方研究机构还是从自己公司经验来看，我们可以预测今后的光纤布线技术的发展趋势。下一代光纤技术发展我们认为主要是四个部分，，带宽越来越高，刚才很多发言嘉宾已经提到这个部分了，第二是密度，这是一个布线系统不可回避的问题，越是高度的密度能够让我们的机房利用率更高高一些，这个也是一个总体的发展趋势。但是密度高到什么程度为止合适？我们待会儿有分享。第三，可靠性。数据中心在运行过程中意外断网对用户损失巨大。在这样的情况下，必须要非常可靠的系统才能保证它的应用，可靠性也要考虑从介质层面、布线层面怎么来解决这个问题。第四，要维护和管理。

　　首先来看带宽，有人说40G和100G离现在比较遥远，实际上不然。这个是即将发布的TIA942A标准，我们可以看到原先布线标准上增加了一个IDA,因为现有数据中心网络越来越大，它可能不像原先设定的只不过是一个楼层的问题，它可能是几栋楼，我们可以看到一个主干，IDA到MDA,这是增加了一个IDA,这样一个区域增加之后，就是网络的级别和网络层次又多增加了一层。在主干采用40G或者是100G网络，那么对于我们数据中心网络结构简化有很大的帮助。40G和100G传输模式，40G采用一根MPO的连接器，采用4芯光纤发送、4芯接收。如果是100G传输模式，有两种模式，一个MPO或MTP连接器中的10芯光纤接收，另一个连接器10芯发送组成一个完整的100G传输通道。另外一种方法是采用24芯的MPO或MTP的连接器就可以组成100G通道。采用MPO的连接器为代表的布线系统也是今后数据中心布线采用的主流技术。

　　从布线的角度，刚才我们也提到密度要高，但是密度要高到什么程度，密度越高的时候跟可维护性往往是一个矛盾。我们认为如果以LC连接器举例，1HU的密度下做到96芯是属于高密度与可维护性和可管理性达到的平衡。从光纤可靠性来讲，我们可以推荐用户采用弯曲不敏感的光纤，在弯曲半径7.5毫米情况下，它的衰减增加只有0.01到0.02dB,采用弯曲不敏感光纤将明显提高了布线系统的可靠性，同时使我们在数据中心中使高可靠性、高密度、高带宽要求同步存在。维护和管理，我们采用软件化管理，提供IPS系统，所有采用无线扫描和二维条码的方式，采用软件化管理系统可以大大提高管理效率，不容易出错。由于IPS系统不是有源设备，不额外产生能耗，这样的系统将使易管理性和环保节能的数据中心建设目标相一致。

　　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。