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速度需求推动数据中心高密度OM3/OM4的光学连接

2016-03-02 15:33
Hsiao Chen
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  使用OM3/OM4激光优化的50/125μm多模光纤的光学连接应运而生,已经成为数据中心选择的媒介。10GBASE-SR以太网成为了数据中心主要的数据传输速率,以响应服务器虚拟化,融合网络和减少I/O服务器瓶颈的需求。数据中心部署OM3/OM4连接性解决方案以满足10G双芯串行传输,以及未来迁移到40/100G并行光学的需求。数据中心中高端口数10/40/100G电子设备需要利用高密度光学连接,以促进缓解电缆管理,优化路径和空间利用率,以及支持绿色计划。

  对速度的需求

  服务器虚拟化和聚合网络的驱动需要更高的网络数据传输速率。服务器虚拟化通过集成多个应用在一台服务器上增加利用率,以减少服务器的数量。每台服务器能够支持更多的应用,通过技术改进虚拟化软件和多核处理器(图1)。以前的服务器每台运行一个应用,典型的利用率为15-20%,目前的虚拟化服务器有能力支持20到25应用,这可以提高利用率达到80~90%。预期虚拟化服务器可能在不久的将来可以支持100个应用。一个物理服务器上运行25应用可以节约材料和能源成本,因为它可以减少24单应用服务器。

  图1

  每台服务器增加一定数量的应用,会产生=>10G的吞吐量的需求。根据服务器的带宽要求,一个8核处理器可以驱动几十Gb/s的带宽。也就是说需要更高数据传输速率的网络基础设施,以适应更高级别的服务器I/O性能。图2提供了一个服务器连接速度预测(10G,40G和100G)。预计在未来两年里10G将会快速的应用在服务器和网络交换机上,如核心和汇聚交换机。

  图2

  数据中心使用多种网络出现了运营和维护问题,每个网络需要专用的电子设备和布线设施。以太网和光纤通道是典型的网络类型,以太网在用户和计算机设备之间提供一个局域网(LAN),而光纤通道提供了服务器和存储之间的连接来创建一个存储区域网络(SAN)。标准的变化已经使两个网络发生了融合,如以太网光纤通道(FCoE)。

  FCoE是一个简单的透传法,在服务器端将光纤通道数据帧封装成以太网数据帧。在通过局域网发送它们之前,服务器将光纤通道数据帧封装到以太网数据帧,然后当FCoE数据帧被接收后再对它们解封装。融合网络利用低成本的以太网电子设备传输以太网和光纤通道数据。

  表1提供了光纤通道行业协会(FCIA)对FCoE速度路径的路线图。在10GFCoE利用串行双路光纤传输,40/100GFCoE速度需要并行光学来实现。

  FCoE速度路线图

  表1

  OM3或OM4是数据中心的首选光纤

  OM3和OM4激光优化的50/125?m多模光纤是数据中心选择的连接类型。这种光纤与单模光纤相比提供了一个重要的价值定位,多模光纤利用低成本850nm收发器实现串行和并行传输。IEEE802.3ba40/100G以太网标准于2010年6月批准,并且规定了多模光纤的并行光学传输。在指导被开发出来时由于850nmVCSEL的调制限制,并行光传输被指定代替串行传输。OM3和OM4是被纳入标准的唯一多模光纤。40/100G标准没有对CATUTP/STP铜缆做出指导。

  图3-40GBASE-SR4并行光学

  图4-100GBASE-SR10并行光学

  表2提供了OM3-和OM4-规定的以太网和光纤通道的距离。以太网每个距离假设1.5dB总连接器损耗除了OM440/100G的情况,光纤通道假设1.0dB总连接器的损耗。OM3和OM4完全有能力支持现有的和新兴数据传输速率,因此物理层预期会有15-20年的使用寿命。

  850nm以太网传输距离(米)

  1.10G标准建议的传输距离

  2.指导长度

  850nm光纤通道传输距离(米)

  表2

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