如今，隨著網(wǎng)絡(luò)邊緣支持更多用戶、設(shè)備、應(yīng)用程序，以及服務(wù)，數(shù)據(jù)中心互連應(yīng)用程序已成為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一個關(guān)鍵且快速增長的部分。

到2021年，亞太地區(qū)的互聯(lián)帶寬將以51%的復(fù)合年增長率增長，將達(dá)到2,200Tbps以上，而新加坡的互連帶寬預(yù)計(jì)將在此期間增長四倍以上。隨著企業(yè)日益實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，容量需求將進(jìn)一步增加。為了促進(jìn)數(shù)據(jù)的實(shí)時通信和傳輸，無論是在數(shù)據(jù)中心之間還是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，高速可靠的網(wǎng)絡(luò)互連都是必不可少的。

在這個提供超快速交易能力對于業(yè)務(wù)至關(guān)重要的時代，需要探索數(shù)據(jù)中心互連的最佳實(shí)踐和當(dāng)今可用的技術(shù)，以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)功能。

更加扁平的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以提高連接性和可擴(kuò)展性

巨大的數(shù)據(jù)增長推動了數(shù)據(jù)中心園區(qū)的增長，特別是超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)的所有這些建筑物必須以足夠的帶寬連接。為了保持園區(qū)中數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)流動，每個數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在能夠以高達(dá)200Tbps的速度傳輸?shù)狡渌麛?shù)據(jù)中心，在未來需要更高的帶寬(參見圖1)。

圖1：概念性園區(qū)布局

帶寬需求可高達(dá)100Tbps甚至200Tbps

為了應(yīng)對不斷增加的工作負(fù)載和延遲需求，如今的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心正在遷移到葉脊架構(gòu)(參見圖2)。通過葉脊架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)分為兩個階段。主干階段用于聚合和路由數(shù)據(jù)包到最終目標(biāo)，葉子階段用于連接主機(jī)上的終端主機(jī)和負(fù)載平衡連接。

理想情況下，每個葉子交換機(jī)都會扇出到每個主干交換機(jī)，以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的連接最大化，因此，網(wǎng)絡(luò)需要高基數(shù)的主干/核心交換機(jī)。在許多環(huán)境中，大型主干交換機(jī)連接到更高級別的主干交換機(jī)，以將校園中的所有建筑物連接在一起。由于這種更扁平的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和高基數(shù)交換機(jī)的采用，可以期望網(wǎng)絡(luò)變得更大、更加模塊化、更具可擴(kuò)展性。

圖2：主干和葉子架構(gòu)和高基數(shù)交換機(jī)需要數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)中的大規(guī)�；ミB

通過極端密度網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化帶寬傳輸

在數(shù)據(jù)中心園區(qū)的建筑物之間提供這種帶寬量的最佳和最具成本效益的技術(shù)是什么?企業(yè)已經(jīng)采用多種方法以在該水平上提供傳輸速率，但是普遍的模型是在許多光纖上以較低的速率傳輸。要使用此方法達(dá)到200Tbps，每個數(shù)據(jù)中心互連需要3,000多條光纖。當(dāng)用戶考慮將每個數(shù)據(jù)中心連接到園區(qū)中的每個數(shù)據(jù)中心所需的光纖時，其密度很容易超過10,000根光纖。

現(xiàn)在人們已經(jīng)確定了對極密網(wǎng)絡(luò)的需求，因此了解構(gòu)建它們的最佳方法非常重要。如今，在相同的電纜直徑或橫截面內(nèi)，新的電纜和帶狀設(shè)計(jì)已使光纖容量從1728根增加到3456根。這些通常分為兩種設(shè)計(jì)方法：一種采用標(biāo)準(zhǔn)矩陣色帶，具有更緊密的可封裝子單元，另一種采用標(biāo)準(zhǔn)電纜設(shè)計(jì)，采用中心或開槽芯設(shè)計(jì)，松散粘合的網(wǎng)狀設(shè)計(jì)色帶可相互折疊(見圖3)。

圖3用于極端密度應(yīng)用的不同帶狀電纜設(shè)計(jì)

利用這些極端密度的電纜設(shè)計(jì)可在相同的管道空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的光纖密度。圖4說明了如何使用新的極端密度型電纜的不同組合，使網(wǎng)絡(luò)所有者能夠?qū)崿F(xiàn)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心互連所需的光纖密度。

圖4使用極高密度電纜設(shè)計(jì)在同一管道空間內(nèi)將光纖容量加倍

互連的未來

目前的市場趨勢表明，對光纖數(shù)量的要求將超過5,000根。為了維持仍可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，減小光纖電纜尺寸的壓力將會增加。隨著光纖填充密度已接近其物理極限，進(jìn)一步有效地減小電纜直徑的選擇將變得更具挑戰(zhàn)性。

開發(fā)商還側(cè)重于如何最好地將數(shù)據(jù)中心互連鏈路提供到間隔更遠(yuǎn)的位置，而不是共同位于同一物理園區(qū)內(nèi)。在典型的數(shù)據(jù)中心園區(qū)環(huán)境中，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心互連長度不超過2公里。而相對較短的距離使得光纖電纜無需任何拼接點(diǎn)即可提供連接。然而，由于邊緣數(shù)據(jù)中心部署在大都市區(qū)域以減少延遲時間，因此距離可以增加并且可以長達(dá)75公里。

在不影響現(xiàn)有管道和工廠內(nèi)部環(huán)境的情況下，開發(fā)能夠有效擴(kuò)展以達(dá)到所需光纖數(shù)量的產(chǎn)品仍是光纖行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。隨著光纖密集型5G時代的臨近，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商現(xiàn)在需要尋求優(yōu)化數(shù)據(jù)中心互連性，以解決當(dāng)前和未來的數(shù)據(jù)傳輸率問題。

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