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光纤布线应用趋势:预端接光缆系统

2009-06-18 15:57
黯影冰风
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  序言:

  光纤作为高带宽、高安全的数据传输介质被广泛应用于各种大中型网络之中。由于线缆和设备造价昂贵,光纤大多只被用于网络主干,即应用于垂直主干子系统和建筑群子系统的系统布线,实现楼宇之间以及楼层之间的连接,目前也应用于对传输速率和安全性有较高要求的水平布线子系统。

  随着综合布线的进一步发展,以及网络应用需求的增多,光纤布线的应用越来越多。08年,我们看到“光进同退”的呼声越来越强烈。不管未来是光铜并存,还是光替代铜等,但是光纤的应用必将增多。那么,光纤的应用以及光纤布线发展如何呢?

  《布线安装与维护》本期邀请了来自行业主流布线品牌美国康普吴健先生以及美国西蒙姚叶君先生和我们一起分享光纤布线的应用。通过对光纤布线的应用与发展的讨论, 揭开光纤应用的神秘面纱,光纤在不同领域的应用分析,光纤产品的选择以及不同光纤产品以及设备的安装与维护技巧。

  光纤光缆的神秘面纱

  光纤的完整名称叫做光导纤维,英文名是OPTIC FIBER,也有叫OPTICAL FIBER的,是用纯石英以特别的工艺拉成细丝。光纤的直径比头发丝还要细。在功能上,光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介。

  光通信作为信息传输的应用技术,具有高带宽,低衰减,抗电磁和射频干扰、高保密性,体积小,重量轻等优点,光通信系统的应用环境也由原来的电信和长距离传输向楼宇、传感、监控、等智能化技术方面扩展,越来越多的进入智能楼宇、园区、工矿企业和住宅小区建设。

  为了让行业以及用户更好地认识光纤光缆,为自己以后的需求选择多一种理性考虑,我们下面从多个角度来分析和认识光纤光缆这种高带宽的传输介质。

  第一 光纤和光缆的分类

  光纤分类

  按照传输模式分类,光纤有多模光纤和单模光纤两种。多模光纤可以传输若干个模式,而单模光纤对给定的工作波长只能传输一个模式。目前常用的多模光纤主要有50/125μm和62.5/125μm两种。单模光纤的纤芯直径一般为9/125μm。

  多模光纤—纤芯较粗(50或62.5μm),由于光纤的几何尺寸(主要是纤芯直径d1)远远大于光波波长(约1 微米),光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。同时因为其模间色散较大,限制了传输频率,而且随距离的增加会更加严重。根据以上特点,多模光纤多用于传输速率相对较低,传输距离相对较短的网络中,如局域网等,这类网络中通常具有节点多,接头多,弯路多,而且连接器、耦合器的数量多,单位光纤长度使用的有源设备多等特点,使用多模光纤可以降低网络成本。

  依照多模光纤应用,主要分为3类,OM1、OM2和OM3光纤-激光优化带宽(万兆)多模光纤,其划分依据为按照应用带宽区分,如下表:

  多模光纤带宽

  OM3(万兆)多模光纤是随着网络应用带宽需求的提高,而被当前更多采用的一种多模光纤,因为普通多模光纤只能支持万兆传输几十米, ISO/IEC 11801制定了新的多模光纤标准等级,即OM3类别,并在2002年9月正式颁布。这类光纤是基于50/125,将光纤对LED和激光的传输窗口的两种带宽模式都进行了优化,采用新型的光收发器,可以使OM3标准的光纤系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米。

  单模光纤的纤芯较小(一般为9μm左右),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通信,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。单模光纤多用于传输距离长,传输速率相对较高的线路中,如长途干线传输,城域网建设等,目前的FTTx和HFC网络以单模光纤为主。

  按照国际电信联盟(ITU-T)的定义,单模光纤分为:
  G.652光纤 —— 非色散位移单模光纤,或简称标准单模光纤
  G.653光纤 —— 色散位移单模光纤
  G.654光纤 —— 截止波长单模光纤
  G.655光纤 —— 非零色散单模光纤
  G.656光纤 —— 宽带光传输用的非零色散位移单模光纤
  G.657 光纤 —— 接入网用抗弯损耗单模光纤

  光缆分类

  在光纤网络中,光纤是指由特殊材料的石英玻璃所组成的纤芯,在光纤的生产工艺可能会产生微裂纹,并且由于光纤微小的几何尺寸和较为敏感的机械性能,是不能直接应用在通常的光纤通信系统中的,为了保护光纤不受外界环境的影响,满足通信系统的需求,需要将光纤包在各类附加材料组成的光缆中,才可以进行系统应用。

  光缆结构的主旨在于想方设法保护内部的光纤,不受外界机械应力和水、潮湿的影响。因此光缆设计、生产时,需要按照光缆的应用场合、敷设方法设计光缆结构。不同材料构成了光缆不同的机械、环境特性,有些光缆需要使用特殊材料从而达到阻燃、阻水等特殊性能。 光缆可以根据不同的分类方法加以区分,通常的分类方法:

  1)按照应用场合分类有室内光缆、室外光缆、室内外通用光缆等。
  2)按照敷设方式分类有架空光缆、直埋光缆、管道光缆、水底光缆等。
  3)按照结构分类有紧套型光缆、松套型光缆等。

  通常,光缆的选择基于下面因素:第一, 所选用的方案类型(现场端接或工厂预端接);第二,是否需要敷设管道(子管或联锁铠装);第三,光缆桥架/管道的可用空间(对光缆密度或尺寸的要求);第四,安装区域的阻燃等级。

  第二、光纤的连接

  在项目实施和安装应用中,敷设完成的光纤光缆系统是不能直接使用的,因为只能看到裸光纤或者紧套光缆,它是直径250微米或者900微米紧套护套的光纤,我们必须将光纤的尾端连接至可以与相关设备端口直接接插的器件,才可以使用。光纤的连接主要包含两种形式:用于两段光纤之间互相连接的接续技术;用于光缆成端的与连接器连接的端接技术。

  (1)尾纤熔接

  将在工厂已经做过连接器端面研磨处理的熔接尾纤通过专用的光纤熔接设备,如光纤熔接机,与现场敷设的室外或室内光缆的末端进行连接,熔接后的光纤接续点通过热缩套管进行保护,并将其安放和储存在相应的配线架、配线箱和接头盒中。

  光纤熔接方式非常适用相对较为集中的大量光纤端接,如配线机房、主配线设备区域,并且保证环境温度、洁净度较理想的施工环境,同时,由于存在大量的熔接后的热缩保护管,必须提供相应的存储和放置的区域。

  (2)环氧树脂型/研磨型光纤连接器

  这种方式是将光纤连接器的部件,在现场通过组装、环氧胶固化、手工研磨等步骤,完成光缆的端接;相对于熔接设备而言,这种方法的设备投入较低,主要是依靠高素质的施工和安装人员完成高质量的光纤网络的实施。

  (3)现场端接连接器

  是当前市场上较新型的端接技术,称为非环氧树脂/非打磨型光纤连接器,即现场安装的光纤连接器。这种连接器采用工厂预置光纤在连接器的陶瓷插芯中,并且连接器端面经过了工厂设备处理,使其充分达到工厂制造的级别,现场安装的过程较为简单:只需要剥去光纤的外皮,然后将其切割并放置入光纤连接器中,然后采用机械压接固定,就完成了高质量端面的光纤连接器的制作。这种端接技术最易于操作且速度最快,连接器插入损耗较小,也不需要特殊的专业培训。

  由于这种端接方式的工具小型化,携带和施工便利,也无需电源或者温度等要求,因此特别适用于光缆终端比较分散、每个区域光纤数量少的布局(少于24根光纤),例如小型建筑物主干、用户端或工作区出线端,并且该方式也较好地支持了维护、修理、移动、增加和更改等,同时可以适当的重复使用。

  光纤连接器可以分为不同的种类,按照光纤连接器结构分类为FC、SC、ST、LC等各种型式;目前最常见的光纤连接器为LC型连接器,并将成为企业端的标准接头。如下所示:

  第三、光纤的性能评估

  (1)损耗长度测试

  光纤链路的衰减是网络中非常重要的性能指标之一,前期的网络设计规划时,要对链路的衰减做出预计算,使其符合系统设备光纤收发设备的光功率要求(对于不同协议和网络应用,光纤可以支持的传输距离是不一样的),这对于网络实施是非常重要的,直接关系到网络是否可以按照设计要求正常运行。并且,施工质量是否达到验收标准要求,也需依据施工中的测试结果与前期预计算的结果进行对比。损耗长度测试和OTDR测试可以在现场测试。

  (2)色散测试

  随着OM3型光纤标准的颁布,对其性能测试认证便成为每个厂商乃至用户的问题,由于OM3光纤针对DMD现象的改进,因此只有测试DMD,才能真正区别OM3光纤与普通光纤的差别。DMD测试的主要是:采用一根5um的单模探针与被测OM3光纤相连,通过单模探针不断向被测光纤发生光脉冲,与此同时,探针进行扫描移动,从光纤轴心向边缘移动,每次移动大约1um。在接受端,每个位置的光脉冲都会被记录并叠加在同一个时域图上以形成DMD指标。到达光脉冲会由于不同路径产生时间差,同时由于光脉冲本身会发散,将这两方面的差异相加,根据标准比对,用以判定OM3光纤是否满足标准。

  OM3多模光纤最大程度地减少了微分模式延迟(DMD)的影响,确保不同通道的光子能够同时到达检测器。OM3光纤消除了以往多模光纤为支持10Gb/s而使用的昂贵的光端设备,同时又能轻松地将网络性能提高到10Gb/s。支持距离达到300米,这个距离足够连接楼内主干。激光优化多模光纤为光子传输提供了理想的通道,其增加的带宽以及更大的芯径消除了对昂贵的高精激光器件、合成器、以及过滤器的需求。粗略计算,OM3方案较传统光纤节省了将近30%的总体拥有成本。

  吴健说:由于DMD测试需要极其精密的设备,目前用户不可能在现场进行测试,只能由专门的实验室进行测试,美国康普SYSTIMAX实验室是目前少数几个可以进行上述测试的地方之一。

  吴健 美国康普国际控股有限公司 技术总监

  [ 负责对用户和渠道的产品和技术培训。北京科技大学管理学硕士。多年从事布线系统和网络系统的设计、管理和维护,编著有《网络维护与故障诊断实验教程》(清华大学出版社)、《光纤通信技术》(电子工业出版社)。曾在大学任教计算机网络课程及CISCO网络学院CCNP讲师。精通网络流量分析、协议分析和网络行为监测,曾主持多个项目的网络监测系统和网络管理系统项目,并为美国福禄克网络公司创办CNMT(网络管理和维护认证工程师培训)课程。]

  预端接光缆系统,数据中心布线系统的新宠

  光纤作为一种高带宽传输距离远的介质在骨干网城域网中得到了充分的应用。我们今天讨论的是光纤在企业网中的应用。目前,光纤在建筑群之间(楼宇之间),楼宇垂直主干部分有很多成熟的应用,光纤到桌面的应用也有,但是发展缓慢。

  实际上,针对光纤的应用,大家都已经看到的最大的需求来自于数据中心。数据中心需要大量的光纤,而且是高端的光纤系统。数据越来越集中,要求数据处理的速度更快,应用的需求决定了数据中心对光纤布线的需求也是越来越大。

  美国西蒙公司全球光纤产品经理 姚叶君先生指出,在过去几年里,网络已经快速发展,客户对布线厂商的要求也越来越高,企业数据中心采用多种不同的方法将各种电子设备连接起来,结果发生意外损伤和系统宕机的风险也越来越大。尤其是数据中心的应用已经远远超出了先前传统的布线概念。如何能做到一个高效的易管理,实时可靠的,美观的,能够符合今后发展潮流的数据中心也越来越被广泛的关注。

  那么,是不是一个稳定高效易管理满足未来需要的数据中心布线系统推动了预端接光缆系统的出现和应用?

  姚叶君:美国西蒙公司全球光纤产品经理

  [ 负责西蒙光纤产品的开发与管理和市场分析工作,旨在促进西蒙公司提供的产品保持在行业领先水平,满足企业用户市场的部署。在本行业内积累了丰富的经验,对光纤布线产品的技术发展趋势,市场发展趋势和各种企业级解决方案有很深的研究。]

  下面谈谈两种当前比较普遍的企业网络布线方式。第一种,设备间点对点的通过光纤跳线或者熔接的方式, 第二种就是通过集中配线管理的结构化布线方式.

  一 点对点的链接方式

  点对点的链接方式通常是指直接用跳线或者光缆熔接方式来链接设备。图1表明了先后经历的两个阶段。A方式初看起来,是非常简单明了的,成本最低的,但实际上由于它自身的不可拓展性和稳定性, 这种服务器和存储间直连方式已经渐渐退出了我们的视野,但是B方式的缺点是需要许多跳线来链接任一服务器和存储器,过多的跳线无法辨别线缆路径,大大增加了线缆管理的复杂性,投资成本的增加并没有收到预期的效果。而且,现在许多线缆都是布放在地板下或者天花板上的线槽内,如果遇到系统扩容或者设备的更换,安装会变得非常困难。图2 清晰的展示了实际应用中的跳线管理状况。

  国内大多数银行保险数据中心设计,都是在五年前设计的,当时IT设计系统应用时,大部分采用铜缆解决方案,应用光纤系统时都采用熔接或者跳线的方式B。但是随着技术的不断更新和人们需求的增加,人们对新系统的升级越来越渴望。

  人们总是想法设法地解决数据中心面临系统升级或者设备更换时的困难,当数据中心选择光纤布线解决方案时,无论是从策略选择还是从经济选择上来说,如果能选择到一个使用寿命长、建设成本低、使用成本低的解决方案,那将是最理想的结果。

  二 结构化布线系统

  一个光缆系统基础设施,至少可以使用15到20年,且将经历数代的系统设备更新和至少两代的数据传输速率增长。那么,是否会遇到下面的问题:当增加新用户或者系统升级时,如何做到不会增加新系统对布线要求的复杂性,不会由于新的跳线或者光缆的引入导致无法辨别原来系统的路径;当增加设备或者系统升级时,是否能够减少计划采购时间,工程开通时间,宕机时间;是否具备行业水平的数据中心,落后于同类行业的数据中心导致系统工作效率低,或者数据管理困难;是否当前的数据中心设计能够满足今后十年或者更长时间的需求,具有前瞻性, 能够运筹帷幄,从而减少成本,减少重复投资;具有系统的可扩展性、敷设速度、安装便利性;随着人们对环境的越来越重视,人们还会考虑是否是一个节能环保的数据中心。

  要解决上述各种问题,就是大家通常所说的结构化布线系统。 TIA942为解决上述问题提供了一个理论依据,它是数据中心和存储区域网布线的通用标准,对数据中心的设计和安装提供了一些有效的建议,同时对空调制冷、房间大小、供电等方面做了介绍和推荐,这个标准采用结构化的布线方式。

  结构化布线系统包括布置在楼群中的所有电缆及各种配件,如转接设备、各类用户端设备接口以及与外部网络的接口,但它并不包括交换设备。从用户的角度看,结构化布线系统是使用一套标准的组网器件,按照标准的连接方法来实现的网络布线系统。结构化布线与传统的布线系统的最大区别在于:结构化布线系统的结构与当前所连接的设备的位置无关。在传统的布线系统中,设备安装在哪里,传输介质就要铺设到哪里。结构化布线系统则是先按建筑物的结构,将建筑物中所有可能放置设备的位置都预先布好线,然后再根据实际所连接的设备情况,通过调整内部跳线装置,将所有设备连接起来。同一线路的接口可以连接不同的通信设备,例如电话、终端或微型机,甚至可以是工作站或主机。

  标准的TIA942布线系统如图三所示。数据中心的主配线区(MDA)包括了主交叉连接(MC),是数据中心结构化布线系统的中心布线区。骨干布线在整个数据中心里都是从MC延伸的星型网络,而特别延伸到水平配线区(HDA)。同样的,水平布线以星型拓扑结构从HDA里的水平交叉连接安装到各个设备配线区(EDA),或安装到位于HDA 和EDA之间的区域配线区(ZDA)。

  一个水平交叉连接不是必须的,如图四所示。例如,使用光纤的数据中心也许会实施集中化,而不是分布的电子数据网络。集中化光纤布线作为HDA里交叉连接的可选方案之一,来支持一些集中的电子设备。集中化光纤布线通过在HDA里进行拉伸光缆、连接器连接或尾纤熔纤等方式,提供从数据中心的EDA到集中化交叉连接的连接。当不使用水平交叉连接时,布线从MDA里的主交叉连接直接延伸到ZDA或EDA。

  姚叶君强调,选择一个集中化的光纤基础设施,也许能够提高链路距离,但也许增加了连接器数量因而可能导致整个通道的插入损耗增加。若要符合未来数据传输的需求,就必须兼容考虑通道距离和插入损耗。但无论如何,在进行光纤基础设施规划和建设前,都应该认真规划并周全考虑,以减少网络布线维修和拆迁的可能性。

  例如,结构化光纤布线已成为了能对数据中心里的储存区域网络(SAN)进行有效监测的一个要素,即使某个SAN具有数百个甚至数千个端口。但是,单单实施结构化布线不一定能解决数据中心里的问题。随着越来越多的服务器进入储存区域网络里,传统光纤布线解决方案的局限就被暴露出来了。特别是,SAN里所需要的光纤数量,正从数百根增加至数千根。在一个结构化的布线建筑里,部署较新的、模块化的、高密度的布线解决方案,是一个最好的方法,以便达到数据中心可管理性、可测量性和高可靠性的物理层次需求。

 

  显然,根据TIA942的标准,分不同的布线区域的线缆,若使用熔接或者跳线的解决方案,实际上仍然不能解决先前提到的一些困难。预端接光缆的产生为解决线缆管理的困难扫清了障碍。 我们可以根据用户的不同需要,在主干(图三所示)或者在水平光缆(如图四所示)灵活应用。

  吴健先生针对预端接光缆系统的应用趋势,深有感触,并形象化地举例指出:由于目前设备接口的高密度,如一般SAN交换机,1U的光接口就已经达到24口的密度,因此一个机柜中经常会安装接近200个光端口,而连接这200个光端口则需要200根光跳线,可能出现200根光跳线堆放的混乱,而数据中心中机柜数量非常多,可能存在成千上万根光跳线,这么多的光跳线如何管理呢?如果将光配线部分改成预连接光缆系统,由于采用12芯并行光纤接头MPO,则需要管理的光线密度将变为原有的1/12,原来的200根光跳线,变成现在的几根。同时由于MPO的接头密度是12芯,而普通光纤接头是1芯,这样使得接头部位的故障点的数量降低了1/12,可靠性则提升了12倍。

  主流品牌光纤解决方案在机房的演绎

  既然针对光纤的未来应用在于预端接光缆系统,而且这个系统专门为机房布线而定制的。那么,我们就来分享一下本期两位主流品牌针对数据中心机房的预端接光缆解决方案,看看他们为行业带来哪些新的思路?

  康普推荐:InstaPATCH Plus预连接光缆管理解决方案

  InstaPATCH Plus预连接光缆解决是为数据中心(Data Center)而量身定制的光缆配线管理解决方案。

  美国康普国际控股有限公司吴健提到一个概念:“我认为并不是所有计算机机房都是数据中心,尽管数据中心和计算机房都有大量设备集中安装,都是温度、湿度、电力等要求,但是其本质的差别是 — 数据中心是企业不间断业务平台运行的支撑站点。”

  康普InstaPATCH Plus预连接光缆管理解决方案,有如下特点:

  A. 易管理,高可靠,故障点少

  由于目前设备接口的高密度,如一般SAN交换机,1U的光接口就已经达到24口的密度,因此一个机柜中经常会安装接近200个光端口,而连接这200个光端口则需要200根光跳线,可能出现200根光跳线堆放的混乱,而数据中心中机柜数量非常多,可能存在成千上万根光跳线,这么多的光跳线如何管理呢?如果将光配线部分改成InstaPATCH Plus预连接光缆系统,由于采用12芯并行光纤接头MPO,则需要管理的光线密度将变为原有的1/12,从右边这张图可以看出原来的200根光跳线,变成现在的3~4根。同时由于MPO的接头密度是12芯,而普通光纤接头是1芯,这样使得接头部位的故障点的数量降低了1/12,可靠性则提升了12倍。

  B. 快速部署

  如图示,InstaPATCH Plus预连接光缆系统采用高密度MPO接头,光缆经工厂端接并测试,连接采用模块化方式,这一切使其安装更为简单,快捷,和传统的光纤熔接方式比较,该新的模块化技术可在大约10分钟内同时完成96芯光纤端接,而传统方式端接96芯光纤将耗费16个小时,如此之长的时间实际上数据中心所不允许的。快速部署意味着快速故障排除,这一项技术对于数据中心意义非凡。

  C. 康普InstaPATCH Plus预连接光缆管理解决方案的独特之处

  MPO连接器是采用12芯并行连接,这项技术成熟的工业标准,目前许多新的高带宽网络应用已经采用了这一项技术,如:10G Fiber Channel,HIPPI,10G InfiniBand,30G InfiniBand,10G SONET/SDH,40G SONET/SDH等。如图示,左侧为康普MPO的接头,该接头采用了高标准工艺生产,达到了非常高的性能,实际测试中其性能表现非常优良,从右边的图片,我们可以看到在电子显微镜下,MPO的接头的放大平面,有12个微小的1μm光纤接点突起,由此可见这一项工艺的高技术要求。

  另外,如下图示,康普InstaPATCH Plus预连接光缆系统采用了圆形光缆,这一项技术区别于市场上扁形光缆技术,圆形光缆与扁形光缆的区别在于:圆形光缆外径更细便于安装(请看下表的对比),同时由于外径细,圆形光缆具有更高的安装密度。扁形光缆则由于弯曲角度的关系可能会断裂漏光。

  D. 美国康普SYSTIMAX室内型铠装光缆为康普数据中心解决方案更添魅力

  [联锁铠装光缆]

  美国康普SYSTIMAX室内型铠装光缆是一种专为数据中心,核心骨干网络及重要党政,军队网络而设计一种自带高防护性外皮光缆,其在一般光缆外皮基础上外加一层不锈钢铠装或铝铠装外皮,可以防御高达1000KG/平方米以上外冲击力,对于老鼠咬或其他动物无意破坏,及其他敌意人为破坏均能有效而可靠地防护,是一种理想可靠网络骨干布线系统的最佳选择。

  美国康普SYSTIMAX室内型铠装光缆系列特别适合于无线管线槽的直接铺放场合,特别是机房或数据中心等机房地板下的直接铺放,或大型线槽与铜缆大对数共享线槽的施工要求严格的项目工程,有较高的设计与施工灵活性,可靠性,极大的方便工程与维护,同时也可节省线管线槽及其施工费用。SYSTIMAX室内型铠装光缆系列包括LazrSPEED万兆OM3光缆,TeraSPEED零水峰单模系列及OptiSPEED多模系列等全系列光缆系统,给用户多一份安全的选择。

  核心点:目前该室内型铠装光缆已经在中国诸多大中型工程中成功应用,能够满足研发中心、数据中心、信息存储中心等重要机构对布线宽带性、安全性、稳定性及可靠性的依赖。

  西蒙推荐:西蒙的数据中心光纤解决方案——plug and play系统

  基于RazorcoreTM光缆的预连接光缆系统

  核心点:西蒙公司采用RazorcoreTM光缆来制作预端接系统,RazorcoreTM光缆是基于数据中心用户的需求专门为预连接光缆而设计的。

  西蒙公司采用RazorcoreTM光缆来制做预接端系统,RazorcoreTM光缆是基于数据中心用户的需求专门为预连接光缆而设计的。12~144芯光缆为数据中心空间节省安装空间。RazorcoreTM采用先进的光缆设计理念,使得你能够最大限度地利用当前或者将来的数据中心线缆管理空间,在任何时候能够利用狭小的管道空间来增加新的扩容需求,使得用户能够根据最低成本来设计理想化的最小空间需求,使你最初的投资获得长久的回报。每一个光纤子单元和各单元间采用紧密圆形结构排列,每个子单元采用12色的250um光纤,满足GR-409的测试要求。包含标准的50um、 62.5um、万兆OM3和满足G652.C和G652.D的单模光缆系列。外护套有LSZH,Riser以及Plenum防火等级系列,为用户的实际需求提供多种选择。

  美国西蒙公司推出的plug and play系统允许两根或更多两头带MTP? 接头的主干光缆直接连接起来; 大芯数主干光缆可以连接至一个中间分配区域,小芯数的主干光缆在此与之连接,然后连接到区域、设备或机柜。MTP 接头是一种12 芯的插拔式光纤连接器,其外形与MTRJ接头类似。 这些高密度的连接器加快了网络的布线进程,降低了出错率并节约了空间。运用MTP 接头的主干光缆,支持12芯至144芯光纤。用户可以快速地通过一端带保护的光纤接头拉手进行拉线,非常方便用户安装操作,从而加快网络的辅设。

  西蒙公司延长主干光缆用来把现有系统中主干的部分或全部的光纤分配到机房的其它区域。延长主干光缆的一端为带针的MTP 接头,另一端为不带针的MTP 接头。带针的接头连接系统主干不带针(Female)的接头,而不带针的接头插入模块或扇出跳线。它主要用于系统的扩容或者设备的搬迁。根据SAN网络的需求,西蒙公司还能够供给MTP到LC或者SC的预连接光缆,从而满足不同用户的需求。

  西蒙的数据中心光纤解决方案全新的理念:节约空间,操作方便性

  首先西蒙公司的plug and play解决方案会大大减少安装时间,西蒙公司在此基础上,根据长期的客户追踪,增加了新的设计理念。

  数据中心正在朝着高密度方向发展,在机架上,操作者发现已经剩很少的空间来进行管理,有时甚至连插拔跳线都非常困难。西蒙公司推出的新的Plug and Play 模块以及光纤面板,采用独有的横向排列方式,在同样结构尺寸的条件下,把更多的空间留给线缆管理。西蒙公司采用相同的模块在接收端和发送端,用户只要根据模块上的数字序号相应的插拔跳线就可以方便的实现线缆管理。西蒙公司把最多的空间留给客户的人性化设计思维得到了客户的广泛赞赏。

  在当前的数据中心中,光缆的直径直接影响在线糟中的布线管理,西蒙公司推出的预端接光缆直径比一般室内带状光缆直径小20%~30%, 比传统室内束状光缆小50%~60%,给空间的节约带来了极大的实惠。

  表一 西蒙数据中心专用缆直径分布

  西蒙公司推出的可升级数据中心VersaPOD系统将网络机柜和创新性Zero-U高密度垂直配线、水平及垂直布线管理、以及一系列特点和附件整合到了一起,以增强其可接入性和散热管理。

  VersaPOD的设计具有高度的灵活性,不仅提供了卓越的可接入性及散热效率,而且增加了布线及设备的密度,优化了光缆管理和高密度存储区网络(SAN)的链接性能。用于管理存储网络(SAN)设备的数据中心机柜里的主干光缆,扇出跳线和模块。在传统的安装中,跳接线需要沿着机柜一侧环绕来进行端口连接,这样会阻碍空气流动,而且不易移动,添加或改变。而VersaPOD通过各种综合性Zero-U垂直配线架(VPP)。VPP可以在不消耗关键水平安装空间的情况下在两个并排连接的机柜之间的前部和/或后部垂直空间提供多达288个配线端口。

  通过释放机柜的水平空间,可以获得更高的有源设备密度,将所需机柜的数量最多减少百分之二十,并且节省出了有价值的数据中心地面空间。通过利用垂直安装导轨附近的垂直空间,VPP提供了对有源设备的最佳配线,减少了跳线运行距离以及跳线松弛引起的堵塞。每个VPP都可以从其安装位置往前滑动,这样进入VPP的后部区域就很容易。这就方便了光缆模块、plug and play和以及扇出光缆或者跳线的插入以及拆除。

  综上所述,西蒙公司的plug and play光纤解决方案能够使线缆路由与机柜空间实现更少的拥塞。

  光纤布线从容部署10G到100G 的网络应用

  对于数据中心基础架构来说,不仅要满足当前的需要而且同样能够适应即将到来的情形。现实的数据应用,对带宽的需求会永无止境地上升,数据中心底层设施应该支持无论是10G,40G还是甚至100G的带宽要求。

  OM3光纤为数据中心实现了10G网络的最佳运行,这为实现以太网光纤通道和40G/100G数据传输速率提供了演进之路。OM3连接技术优化的路径空间利用率,便捷的安装测试,能耗制冷所带来的价值以及易于支持高密度安装网络设备和配线面板方面表现卓著。现在,当设计新的数据中心时,OM3光纤已成为首选。

  现在的数据中心其规划的目标是能够平稳运行10到15年,因此基础架构一定要节能环保、面向未来。正确的做法是从一开始就采用光纤系统解决方案。

  未来10年,我们确信数据中心将成为40G乃至100G以太网的天下。如此的传输速率和至少基于OM3标准的激光优化光纤解决方案,成为构筑下一代数据中心的基本要求。新系统在规划时将重点考虑预留带宽、高密度配线和端口数量以及随之提高的系统性能、密度和对空调、制冷系统的需求。这些要素对当前的基础设施构建起着重要决策作用,布线系统也不例外。

  从2010年开始,40G/100G的网络会逐渐开始出现在数据中心,IEEE802.3ba工作组正在完成相关标准。

  美国西蒙光纤数据中心解决方案是一个具备高可扩展性的符合100G的高速数据中心布线网络

  基于当前的IEEE802.3ba的草稿协议,西蒙的plug and play完全能够满足40G&100G的传输。

  图十是一个100G的光纤解决方案,它是利用单根光纤传输10G,这样需要10根光纤来发送100G的信号,同时需要10芯光纤来完成信号的接收,也就是说要完成100G信号的收发,需要20芯光纤。完成40G传输需要8根光纤。在IEEE802.3ba里规定了用MTP/MPO接头来传输40G&100G, 在光纤类型的选择上,规定只采用OM3的或者单模光纤类型。因为单模光纤本身固有的传输性能,使得它在传输40G/100G时通常支持40KM的长传输距离,这里我们主要来描述IEEE802.3ba里关于多模光纤链路的短距离传输。下面我们来看40G/100G光纤传输的几个重要指标。首先要我们来看一下40&100G传输模型图11所示:

  根据IEEE802.3ba传输模型,规定了光纤链路通道的性能如表2所示。

  大家都知道,在10G传输时,我们通常以DMD来衡量是否能够满足300米的OM3光纤的性能,而在40G(4×10G)和100G(10*10G)传输时,根据光纤制造原理,在接收端肯定会产生一个延时,不可能每个10G信号仍然同步到达接收端。这样,在传输40G或者100G时,不仅要满足单根光纤本身能否满足10G的传输要求(OM3)来测试,同时我们还需要衡量4根或者10根光纤彼此间的延时,这个指标是衡量系统能否满足高数据传输要求的关键,fiber skew的含义如图12所示,它表示相邻4根或者10根OM3光纤间的最大延时间,就是说在发送端同时从4芯或者10芯的光缆上传输信号,在接收到第一个到达和最后一个到达的时间差,这个时间间隔越长,传输完40G或者100G的等待时间越长,IEEE802.3ba规定最长不能超过79ns.

  同时,美国西蒙还推荐了 XGLO?光纤系统:局域网主干网是当今网络的命脉。五年前,只有20%的局域网网络流流到主干网。当时大多数运算都是由个人电脑完成的,文件存储和访问也在本机进行,共享文件相对较少。而今情况有了很大转变。据估计80%的网络流流到主干网,应用普遍采用集中式服务。用户文件存储在服务器中。文件共享和联机协作已相当普遍。网络能否处理无限增长的网络需求变得尤为重要。西蒙XGLO 50/125激光优化多模光纤和XGLO零水单模光纤系统能够为网络用户提供至少10Gb/s的数据吞吐量。XGLO解决方案具有LC和SC两种硬件连接方式,是网络覆盖范围超过100米的高速局域网主干网、存储区域网络、视频点播、光纤到桌面以及10G 以太网应用的理想光纤选择。

  西蒙公司使用的RazorcoreTM光缆采用全新的光缆结构,完全能够满足小于79ns的延时要求。根据表2,IEEE802.3ba中明确指出OM3光缆传输距离100米时的光纤通道链路损耗不应该大于1.9dB,(10G传输时,300米的链路损耗不大于2.6dB), 而西蒙公司的plug and play标准解决方案(图13所示)传输距离100米时,最大链路损耗为1.5+3.5*0.1=1.85dB,完全能够满足将来高数据速率传输要求。

  当设备接口为MTP接口时,如图14所示,这时最大光纤链路损耗仅仅为1.35dB (1.0+3.5*0.1=1.35dB) ,可以看出,西蒙公司plug and play 系统能够支持比IEEE802.3ba更长的距离,完全能够满足40G/100G传输要求。

  由此可见,西蒙公司的光纤数据中心解决方案是一个具备高可扩展性的符合100G的高速数据中心布线网络。当前正值国内各大数据中心更新换代时机,西蒙的光纤数据解决方案完全能够满足你的当前和未来需要。

  美国康普SYSTIMAX?光纤解决方案,满足从10G到100G的应用

  SYSTIMAX LazrSPEED? 解决方案
  下一代50微米激光优化多模解决方案,使用 850 nm VCSEL 收发器,最高支持 10Gb/s,传输距离超过 550 米
  SYSTIMAX TeraSPEED? 解决方案
  100+Gb/s 全光谱单模解决方案,增大了 E 频段中的带宽容量
  SYSTIMAX LazrSPEED 解决方案

  SYSTIMAX LazrSPEED 解决方案能够轻松将性能提升至 10 Gb/s,同时去除了以往多模光纤为实现 10 Gb/s 速度必须使用的昂贵的光电子器件,从而降低了成本。SYSTIMAX LazrSPEED 是世界上第一个在 850 nm波长上支持高达 550 米 10 Gb/s 串行传输的多模光纤解决方案,这个距离足够连接楼宇内主干网。有了长距离支持,单点管理拓扑成为真正省钱的设计选择,而更多的园区主干网也能够选择比单模光纤更经济的多模光纤来支持 10 Gb/s 传输。

  激光优化多模光纤为光子传输提供了理想的通道。增大的带宽以及更大的光缆芯尺寸避免了使用昂贵的高精激光仪、组合器、分离器和过滤器。LazrSPEED 光纤仅使用一个 VCSEL 收发器就可达到 10 Gb/s 的传输速度。与需要复杂的光电器件和多种工作波长的传统光纤相比,该解决方案可节省近 30% 的总拥有成本。

  LazrSPEED 光缆中的激光优化多模光纤最大程度地减小了DMD (微分模式延迟),确保沿不同通道传输的光子能够在适当时候到达检测器。通过最大程度减小这种延迟,LazrSPEED 技术能够在数百米的距离上高速、可靠地传输,并使用多个商用短波激光源进一步确保最理想的运作。

  SYSTIMAX TeraSPEED 零水峰光纤解决方案

  SYSTIMAX TeraSPEED 解决方案与零水峰单模 (ZWP-SM) 光纤是为在成本效益方面具有前瞻性的企业和园区主干网而设计的,适用于下一代网络设备。迄今为止,传统的单模光纤一直被认为是拥有无限带宽的通用介质。然而,传统单模光纤只能在 1310 nm 和 1550 nm 这两个狭窄的波长“窗口”中工作。传统的制造工艺使激光在 1400 nm 波段区域工作时会产生高衰减,俗称“水峰”,导致无法在这两个窗口之间工作。

  SYSTIMAX TeraSPEED ZWP-SM 光纤可以在从 1280 nm 到 1625 nm 的整个波长范围内工作,消除了 1400 nm 窗口中的水峰(高衰减),其可用波长范围比传统单模光纤增加了 50% 以上。利用增大的可用波长范围,TeraSPEED 全谱光纤提供一种高成本效益的升级办法,支持 16 个 CWDM(粗波分复用),在单模光纤中挤入更多信道的最佳选择及多达 400 个 DWDM(密集波分复用)信道。此外,该全谱光纤还为客户提供以下前瞻性选择:如果光电器件移到更高的串行速度或切换到数量更多的波长,TeraSPEED 光纤都能提供支持。TeraSPEED 光纤符合 ITU-T G.652.D 标准并支持传统的传输设备和应用。随着带宽需求呈指数级增长,TeraSPEED 解决方案支持通过串行或多波长来将企业和园区主干网迁移到更高的速度,从而为客户提供了前瞻性的选择。

  SYSTIMAX TeraSPEED ZWP-SM 解决方案是继SYSTIMAX LazrSPEED 之后的又一个成功的光纤解决方案,后者克服了传统多模光纤的局限,可为企业楼宇主干网提供高达 550 米的 10 Gb/s 传输。通过突破传统单模光纤的水峰限制,TeraSPEED ZWP-SM 光纤解决方案再次证明了美国康普实验室对提供高性价比、前瞻性光纤介质解决方案的承诺。

  结束语:

  非常感谢美国康普和西蒙的两位专家和我们一起分享了光纤应用的很多建议,领略了光纤这种传输介质的魅力。文章主要讨论了光纤在企业网中间的应用,特别是目前比较火热的数据中心光纤布线的应用。数据中心肩负着日常大量的数据处理以及备份。布线系统作为传输的网络神经,其稳定性、兼容性、可管理性以及可升级等都必须要考虑。光纤布线作为一个高带宽的传输介质,可以轻松部署一个面向未来,满足未来10年或者20年应用的数据中心机房布线网络。
 

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