新一代數(shù)據(jù)中心光纖布線技術發(fā)展趨勢淺析

  市場背景

  在最近的5-6年內(nèi),中國的數(shù)據(jù)中心的建設處于高速增長的階段,同時根據(jù)第三方調(diào)查機構(gòu)的AMI預測,在今后的5年甚至更長的一段時期,國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的建設還將持續(xù)處于快速增長通道內(nèi),根據(jù)報告顯示,亞太區(qū)數(shù)據(jù)中心布線市場復合年增長率將達到32.8%,預計中國的復合年增長率將達到37.5%,比整體綜合布線市場的復合年增長率高出23.9%,中國2011年數(shù)據(jù)中心布線市場規(guī)模將有望達到9-10億人民幣。

  中國國內(nèi)傳統(tǒng)布線市場近幾年來原本由國際布線品牌完全主導現(xiàn)象逐漸演變?yōu)閲鴥?nèi)品牌與國際品牌分庭抗禮的格局,而在數(shù)據(jù)中心布線市場,特別大中型數(shù)據(jù)中心布線市場,根據(jù)統(tǒng)計,70%的市場份額由專業(yè)于數(shù)據(jù)中心領域的國際布線品牌約5-6家品牌形成寡頭壟斷的市場。由于數(shù)據(jù)中心布線市場對產(chǎn)品的專業(yè)性,產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性要求遠遠高于傳統(tǒng)布線市場,特別是光纖產(chǎn)品應用技術上,布線品牌間的還存在著相當?shù)牟罹,而大型?shù)據(jù)中心項目的建設與應用,極大的推動了光纖布線產(chǎn)品技術的發(fā)展,對數(shù)據(jù)中心光纖布線將提出新的更高的要求并產(chǎn)生新的技術課題促進了數(shù)據(jù)中心布線技術的發(fā)展,引導數(shù)據(jù)中心布線產(chǎn)品技術的方向進而在布線市場中產(chǎn)生主流效應。

  光纖技術的應用和發(fā)展

  數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)需要不斷提升帶寬為快速增長的網(wǎng)絡(如核心層網(wǎng)絡,匯聚層網(wǎng)絡及SAN存儲網(wǎng)絡)傳輸應用提前鋪好道路,而采用光纖傳輸可以為不斷發(fā)掘帶寬潛力提供保障。與單模光纖相比較,由于多模光纖技術較低的有源+無源的綜合成本,將促使多模光纖在數(shù)據(jù)中心的應用中占有絕對的優(yōu)勢,大中型數(shù)據(jù)中心超過85%的光纖布線系統(tǒng)采用的是多模光纖。2009年8月,TIA正式批準OM4,一種新類別EIA/TIA492AAAD多模光纖標準的推出,為多模光纖今后大量應用提供了良好的發(fā)展前景,多模光纖從OM1到OM2,采用VCSEL激光優(yōu)化技術后OM3再到OM4整整發(fā)展了4個階段,帶寬也是逐級提升,各級別的帶寬與10G傳輸?shù)木嚯x對應關系如下圖(1)所示。

  隨著2010年6月IEEE802.3ba新的以太網(wǎng)40G/100G標準發(fā)布后,多模光纖在數(shù)據(jù)中心領域的應用將翻開新的一頁,40G與100G的高速傳輸不再僅僅依靠單模采用成本極高的WDM串行方式進行傳輸,新一代以太網(wǎng)40G/100G標準將采用OM3與OM4多模光纖多通道并行傳輸?shù)姆绞,這種多模并傳輸?shù)姆绞较啾容^單模WDM串行傳輸方式,在40G/100G上的總體成本(包含有源設備,光模塊,無源器件)分別只占單模系統(tǒng)的1/3與1/10,可見多模優(yōu)勢十分明顯,市場的應用趨向通常是由成本與價格因素來驅(qū)動與決定哪種技術模式能在市場取大最大的應用。

  多模光纖40G的傳輸模式采用每對光纖支持10Gbps的速率4*10Gbp=40Gbps,需要用到各4根光纖發(fā)送與接收共8芯光纖,100G采用各10根光纖發(fā)送與接收10*10Gbps=100G,共使用20芯光纖,采用標準MTP/MPO的多芯連接系統(tǒng)將可以較好的支持新一代光網(wǎng)絡40G/100G的傳輸,40G與100G在多芯光纖內(nèi)的傳輸模式如下圖(2)所示,40G的傳輸模式是在12芯的MTP/MPO連接器內(nèi)取最外兩側(cè)各4芯進行傳輸,中間4芯處于空置狀態(tài),而100G的傳輸模式是采用兩個12芯的MTP/MPO連接器中取中間10芯進行傳輸,如果采用MTP/MPO高密度24芯連接器,則在一個24芯的MTP/MPO連接器上完成100G的接收與發(fā)送。100G傳輸時,每12芯中的兩側(cè)各1芯處于空置狀態(tài)。

  由于新一代40G/100G的光纖技術的標準與應用標準都已經(jīng)出臺,為數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃者有了更明確的光纖類型選擇方向,OM3與OM4光纖將成為數(shù)據(jù)中心的應用主流,如表(1)顯示為多模OM3,OM4光纖分別應用于40G/100G對應的傳輸協(xié)議與支持應用距離,雖然多模40G/100G的傳輸距離無法與單模光纖長達10KM或40KM相比較,但在數(shù)據(jù)中心室內(nèi)的應用環(huán)境下,據(jù)統(tǒng)計中小型數(shù)據(jù)中心超過90%的光纖鏈路長度小于100米,大型數(shù)據(jù)心超過70%的光纖鏈路長度小于100米,超過80%的長度小于125米,多?梢詽M足絕大部分鏈路的需要,隨著網(wǎng)絡設備的技術的提升,今后多模光纖支持的傳輸距離有可能進一步增加。


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