在人們溝通和互相保持聯(lián)系的方式上，我們的世界正在快速的發(fā)展。我們正在不斷體驗著通信中的新進(jìn)展，無論是智能手機(jī)，平板電腦，網(wǎng)絡(luò)游戲，社交網(wǎng)絡(luò)或電子服務(wù)，例如電子貨幣或電子教育。眾所周知，為了支持上述的這些應(yīng)用的數(shù)據(jù)流量，骨干網(wǎng)，城域網(wǎng)和接入網(wǎng)需要提供更高的容量；但是在所有這些數(shù)據(jù)的來源和存儲點又需要發(fā)生什么變化呢？

    局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心都正處于興建和營運方式的個人革命之中。但更確切地說，正是數(shù)據(jù)中心本身，因為其甚高的數(shù)據(jù)吞吐量，更是處于這些變化的最前沿，因此值得更詳細(xì)的調(diào)查。

    Datacenter Dynamics的市場研究：迎接挑戰(zhàn)

    隨著越來越多的企業(yè)和個人選擇了云計算，數(shù)據(jù)中心將承擔(dān)越來越大的壓力，即數(shù)據(jù)中心必須提高容量、提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時也達(dá)必須到節(jié)能的預(yù)期。這種壓力意味著虛擬化、下一代網(wǎng)絡(luò)速度和綠色數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主要趨勢。在努力應(yīng)對這些趨勢的過程中，數(shù)據(jù)中心經(jīng)理們都注定要遇到某些特定的挑戰(zhàn)。

    DatacenterDynamics（與康寧合作）最近對160個數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了調(diào)查，這些數(shù)據(jù)中心分布在英國，德國，荷蘭，法國，中東和美國等6個關(guān)鍵市場，包括在這些地區(qū)排名前100位的數(shù)據(jù)中心的業(yè)主和運營商。這次調(diào)查的結(jié)果證實，網(wǎng)絡(luò)中斷時間、能源和制冷成本、空間利用率和所安裝的布線系統(tǒng)對下一代網(wǎng)絡(luò)的支持能力是企業(yè)管理者最關(guān)注的問題，因此這些問題在布線技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的背景下需要被慎重考慮。

    下一代網(wǎng)絡(luò)：光纖實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率

    從以太網(wǎng)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)（圖1）顯示，整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐量每年顯著增長，10Gb / s系統(tǒng)現(xiàn)在已是司空見慣，40Gb / s系統(tǒng)的使用也正在增加。數(shù)據(jù)中心遷移到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率的能力是必不可少的，但這樣做需要認(rèn)真考慮的布線技術(shù)的選擇。目前可用的平臺是基于銅線電纜和多模光纜。

數(shù)據(jù)來源：以太網(wǎng)聯(lián)盟

圖1：以太網(wǎng)聯(lián)盟的速率增長預(yù)測

    銅線和光纖平臺都已經(jīng)發(fā)展了一段時間，但明顯的是，OM3和OM4激光優(yōu)化多模光纖的帶寬性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過從Cat 3到Cat 7所有類別銅纜的電氣帶寬性能（圖2）。在一個給定的數(shù)據(jù)速率時，多模光纖更大的帶寬容量將轉(zhuǎn)換成更長的系統(tǒng)傳輸距離；或反過來，在一個給定的傳輸距離下，系統(tǒng)可以達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，光纖應(yīng)當(dāng)是能夠更好滿足下一代連接和速度的選擇。

圖2. 光纖系統(tǒng)允許更高的速率和系統(tǒng)傳輸距離

    綠色數(shù)據(jù)中心

    減少數(shù)據(jù)中心的能源消耗是一個多方面的挑戰(zhàn)。降低整體能源消費要求有源器件減少電能消耗，同時也減少有源器件散熱所需的能量。這一挑戰(zhàn)可以通過一個明智的選擇技術(shù)來解決，即采用高密度的光纖布線系統(tǒng)。小外徑的多芯光纜，配合創(chuàng)新的多光纖連接器（如MTP連接器），可以實現(xiàn)非常高的機(jī)架端口密度。并且10G光纖布線系統(tǒng)能夠提供大于五類或六銅電纜20倍的數(shù)據(jù)密度，意味著光纖網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)高度優(yōu)化的布線槽空間和占用較少的機(jī)架、機(jī)柜和托盤的空間，從而降低數(shù)據(jù)中心的碳排放量。

    由于銅纜系統(tǒng)的高插入損耗和對數(shù)字信號處理的嚴(yán)重依賴，光纖網(wǎng)絡(luò)從根本上就比銅纜網(wǎng)絡(luò)具有更高的能源效率。

    相比同等容量的銅纜系統(tǒng)，光纖網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)器的功耗較低且所需的交換機(jī)數(shù)量較少，因此使用光纖布線解決方案時，能源節(jié)省55％至70％（見圖3）。

    因此，如果說在更高的數(shù)據(jù)傳輸速率時節(jié)省空間和能源的消耗是一個挑戰(zhàn)，光纖布線是最佳的解決方案。

圖3. 基于銅纜和光纖的系統(tǒng)的能耗對比

    云計算對系統(tǒng)的正常運行時間和可用性的影響

    數(shù)據(jù)中心必須通過提高服務(wù)器虛擬化水平來響應(yīng)云計算所驅(qū)動的容量需求。 虛擬化將多個服務(wù)器整合到一個物理處理器中，多個應(yīng)用在其中并行運行，使服務(wù)器的利用率提升高達(dá)90%。作為虛擬化的結(jié)果，在一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的冗余備份水平降低了。因此，如果不仔細(xì)的管理，它將降低系統(tǒng)的可靠性，并增加網(wǎng)絡(luò)中斷的風(fēng)險。Datacenter Dynamics和康寧合作的數(shù)據(jù)中心調(diào)查顯示，在一些認(rèn)為運行時間和可用性非常最重要、對網(wǎng)絡(luò)中斷風(fēng)險更為敏感的部門（金融，IT和電信部門），對可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)冗余備份水平降低的虛擬化方案興趣不大。因此，網(wǎng)絡(luò)中斷時間是建設(shè)世界先進(jìn)的新型數(shù)據(jù)中心和云計算的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

    調(diào)查時，43％的數(shù)據(jù)中心經(jīng)理報告曾在過去十二個月內(nèi)計劃進(jìn)行某種形式的計劃停機(jī)。但他們也報告了相當(dāng)多的付出昂貴代價的計劃外的停機(jī)事件（數(shù)據(jù)溢出或發(fā)生異常）。根據(jù)我們的數(shù)據(jù)中心研究，網(wǎng)絡(luò)中斷成本為平均每小時14,000美元。經(jīng)理們發(fā)現(xiàn)布線系統(tǒng)的選擇和管理是影響數(shù)據(jù)中心中斷時間的重要因素。根據(jù)他們的回答（見圖4），在此次調(diào)查中作為調(diào)查對象的數(shù)據(jù)中心在一年的運行中，全部或部分原因是布線系統(tǒng)故障造成的計劃外網(wǎng)絡(luò)中斷所造成的損失大約是750,000美元（如果按照人口比例計算，全球數(shù)據(jù)中心每年的計劃外網(wǎng)絡(luò)中斷造成的損失為4億美元，占全部網(wǎng)絡(luò)中斷造成損失的8％到9%） 。

圖4. 部分或全部由布線系統(tǒng)故障引起的計劃外網(wǎng)絡(luò)中斷所造成的經(jīng)濟(jì)損失估算

數(shù)據(jù)來源：Datacenter Dynamics市場調(diào)研

    因此，如果說從實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心和下一代網(wǎng)絡(luò)角度來看，光纖是首選技術(shù)。那么有沒有最近的布線創(chuàng)新，可以真正最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)中斷時間并實現(xiàn)正常運行時間和和可用性最大化？要回答這個問題，我們需要探討的數(shù)據(jù)中心熵的概念。

    熵對數(shù)據(jù)中心的影響

    數(shù)據(jù)中心的熵定義為布線的復(fù)雜性的逐漸增加。隨著時間的推移，由于數(shù)據(jù)中心的布線連接不可避免地會發(fā)生移動，增加和改變。作為熵的結(jié)果，數(shù)據(jù)中心管道變得擁擠不堪，導(dǎo)致線纜急彎或連接器拉扯，如圖5。如果傳統(tǒng)的多模光纖電纜暴露在熵中，將會產(chǎn)生顯著的信號丟失。雖然大多數(shù)系統(tǒng)都會有功率預(yù)算冗余，并在運行中控制某些特定參數(shù)，以防止信號故障，但是彎曲的光纖將會導(dǎo)致系統(tǒng)中的損失超過功率預(yù)算冗余度，在接收端信號太弱而造成和系統(tǒng)故障信號。

圖5. 數(shù)據(jù)中心的熵導(dǎo)致的線纜急彎或連接器拉扯

    我們的數(shù)據(jù)中心市場研究中所調(diào)查的IT經(jīng)理們中有壓倒性的94％的人們證實，布線系統(tǒng)的熵隨著時間的推移，增加了網(wǎng)絡(luò)中斷的風(fēng)險。此外，其中74％還表示他們相信隨著時間的推移，網(wǎng)絡(luò)中斷的管理變得更加復(fù)雜。我們的研究證實，隨著數(shù)據(jù)中心達(dá)到生命周期中的成熟期時，網(wǎng)絡(luò)中斷事故也變得更為常見，因為此時數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)的熵已經(jīng)開始了它的影響。

圖6. 數(shù)據(jù)中心布線和布線管理的影響

數(shù)據(jù)來源：Datacenter Dynamics和康寧2011年市場調(diào)查

    用抗彎曲光纖擊敗熵

    當(dāng)傳統(tǒng)的多模光纖（MMF）被拉緊彎曲，光線將會在轉(zhuǎn)彎點從纖芯泄露出去。這就是所謂的宏彎損耗。最近的多模光纖的創(chuàng)新設(shè)計促進(jìn)了彎曲不敏感光纖（如康寧的ClearCurve®多模光纖）的發(fā)展，這種光纖實際上是在纖芯外圍有一層屏障，以減少宏彎損耗。其結(jié)果可以使光纖在彎曲點的損耗減少10倍（見圖7）。如果一個系統(tǒng)采用彎曲不敏感多模光纖運作，彎曲損耗相對傳統(tǒng)多模光纖可以成十倍的降低，從而保護(hù)系統(tǒng)冗余或功率預(yù)算余量并確保該體系持續(xù)運作，避免計劃外網(wǎng)絡(luò)中斷。

圖7. 彎曲不敏感OM3光纖和傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)OM3光纖的宏彎性能比較

    彎曲不敏感光纖也從本質(zhì)上滿足下一代網(wǎng)絡(luò)和綠色數(shù)據(jù)中心的需求，即消除幾乎所有的彎曲損耗使系統(tǒng)有更多的冗余度來支持更高傳輸速率（圖8）。此外，對線纜彎曲更高的冗余度也意味著更細(xì)更靈活的線纜和更小的部件。這可以增加機(jī)架內(nèi)的布線密度，增加制冷氣流，最終減少數(shù)據(jù)中心的碳排放量。

    *假定：

    1.5dB連接器損耗，20x1/4圈彎曲@7.5mm

    20x1/4圈彎曲是典型的數(shù)據(jù)中心鏈路

    “冗余量”即除去鏈路損耗和器件插入損耗之后所剩余的功率多余量

圖8. 光纖通道技術(shù)遷移過程對應(yīng)的冗余度分析

    伴隨著新技術(shù)的始終是向后兼容性和互操作性的問題。康寧的ClearCurve®多模光纖與傳統(tǒng)的光纖是完全向后兼容的。因此，它解決了所有關(guān)注的關(guān)鍵共性問題：帶寬、標(biāo)準(zhǔn)和連接。這種光纖自推出以來，全球銷售已超過一百萬公里。盡管這種光纖經(jīng)常由于它的優(yōu)良本質(zhì)特性，被部署在最苛刻的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中，但從現(xiàn)場反饋來看，它沒有任何功能性問題。

    彎曲不敏感光纖技術(shù)：是必需品，而不是奢侈品

    正如我們已經(jīng)指出，我們是在通信革命中，這意味著企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)必須努力跟上不斷增加的容量需求的步伐。不僅是數(shù)據(jù)中心的需要有高數(shù)據(jù)速率支持下一代解決方案，他們也面臨著最大化正常運行時間和可用性、成為綠色數(shù)據(jù)中心等額外挑戰(zhàn)。

    在基礎(chǔ)設(shè)施層面，銅纜和光纖布線是兩種主要的技術(shù)選擇，研究已表明，光纖可以更好的提供下一代解決方案所需的更高的數(shù)據(jù)速率，并減少設(shè)備能耗、制冷能耗和碳排放量，是綠色數(shù)據(jù)中心的更好選擇。

    此外，從Datacenter Dynamics的調(diào)查結(jié)果表明，數(shù)據(jù)中心的熵（即隨著時間的推移增加的布線復(fù)雜性）所導(dǎo)致的布線問題是計劃外網(wǎng)絡(luò)中斷的主要原因。創(chuàng)新的彎曲不敏感多模光纖減少了布線系統(tǒng)熵的影響，并保護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常運行。除了增加系統(tǒng)余量，彎曲不敏感光纖（例如康寧的ClearCurve®多模光纖）也為數(shù)據(jù)中心帶來更多的好處，例如支持下一代網(wǎng)絡(luò)速率的可升級性和減少數(shù)據(jù)中心的碳排放量。

    因此，如果為了維持您的網(wǎng)絡(luò)的超級連接或者云計算時對您來說系統(tǒng)正常運行時間、綠色環(huán)保和網(wǎng)絡(luò)的未來很重要，那么我們的結(jié)論是：彎曲不敏感光纖布線是不是一種奢侈品，而是必需品。 <