驱动下一代数据中心的技术



在过去十年中,技术的迅速发展不仅导致了数据的爆炸式增长,而且导致了前所未有的对数据中心的依赖。虚拟化、物联网设备和5G等颠覆性技术的出现,正整合成巨大的带宽,这就要求数据中心迅速发展,以满足不断升级的新需求,并支持对延迟敏感的通信。

数据中心经营商需要引进新技术,并为未来的容量需求作出规划,以便为客户提供持续稳定的服务,并方便地满足客户不断增长的需求。确保数据中心的未来发展需要新技术的智能设计和启用。

目标考虑以确保未来的设计

数据中心和企业网络设施目前正承受着不断的压力,要求它们为未来提供容量更高、可靠性更高、具有良好技术可靠性的系统。在满足这些需求方面,高数据速率可扩展性、降低路径和空间利用率、低延迟以及易于测试和安装都是至关重要的。

对产能的需求不断增加。由于没有为未来的容量需求进行规划,数据中心运营商面临着“死于接驳线”的风险,不断在同一空间增加容量的新光缆。这种做法在增加能力的同时,实际上降低了数据中心满足未来需要的长期能力。将来将没有房间或空间来增加更多的电缆,数据中心运营商将需要彻底检修该设施的整个电缆基础设施。

数据中心运维人员需要通过数据中心内的接入点(POP ,point-of-presence)房间了解设施之间的吞吐量。在这种互连中,密度是关键,容量是必需的。重要的是要利用在一条线缆内提供高容量的选项。一根高芯数主干光缆 (HFC)可以由1728芯光纤组成,现在的极限密度光缆可以由3456芯光纤组成,在减少外部管道的使用的同时,提供了未来可用的容量。

下一代的技术是什么?

展望未来,数据中心的经营商必须开始探索技术方案,以应付日益增长的容量需求。

垂直空腔表面发射激光器(VCSEL)长期以来一直支持在数据中心低成本部署多模光纤。10G和25G通道可以通过QSFP (quad small form-factor pluggable)收发器并行运行,以有效地实现40G和100G链路,适用于4个独立的光纤通道传输。短波分复用(SWDM)和双向复用(BiDi)可以最大限度地利用OM3/4现有的基础设施,但是它们不支持多光纤通道的传输。400G的路线图是存在的,距离通常小于150米,通常将它们放在数据中心活动的服务器区域内。

当连接距离较大时,单模光纤提供了更好的选择。在单模光纤中有两种可用的收发器样式,单工和并行。密集或粗波分复用(DWDM, CWDM)可以提供高达10公里的高水平通信。虽然这些收发器的成本正在降低,但其成本仍是平行单模4通道(PSM4)的数倍,PSM4可提供长达2公里的距离。对于大型数据中心园区,PSM4是最受欢迎的选择,它要求提高设备连接光纤的数量,从而达到极值的光纤密度。

在数据中心行业中,传统的3层交换模型正让位给2层的脊叶(Spine-and-leaf)架构。Spine-and-leaf架构有助于加快数据在网络中的物理链接之间的移动,显著减少访问数据时的延迟。每个脊柱交换机都连接到每个叶交换机,由于其高密度,在需要时可以方便地部署额外的电缆。对于云服务商来说,Spine-and-leaf架构越来越成为网络架构的选择,因为它是一个可大规模伸缩的、面向未来的基础设施。

尽管spine-and-leaf架构提供了更智能、更快的系统,但迁移极大地增加了数据中心园区中服务互连所需的光纤数量。就在几年前,校园网的标准光缆是864芯,而今天,普通光缆已经是1728芯。甚至更高的光纤数,如3456芯,现在都敷设在标准管道系统内。极高密度的光缆提供更容易和更快的安装,个别纤芯发生故障时更快的光缆通道恢复,减少停机时间。

总之,这些技术使数据中心运营商能够优化连接密度,使下一代架构能够规划未来的容量。

现在实现这些技术有多重要?

如果数据中心的管理人员不能采用现有的新技术或预先提供的服务,他们很快就会发现自己落后于竞争对手。通常,这不是安装现在实际的光缆,而是在数据中心内设置空间和管道的冗余。

当您处于数据中心的规划和设计阶段时,考虑设备的预期寿命和端点容量非常重要。技术已显示出其迅速变化和增加需求的能力。电信公司提前计划,通常预测“第一天、第二天、第N天”,然后将其加倍,以解决未来的拥塞问题,这一概念对数据中心运营商也很重要。

在迁移到更高速度时,考虑到电缆的寿命,并选择确保基础设施能够支持所有网络架构,速度达到400G,这将确保数据中心能够轻松地满足未来的需求。如果没有真正的理由拖延,那就不要拖延。

作者:康宁光通信技术销售经理  Clive Hogg


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