康普专家问答:关于光纤的那些事

5G和IoT的网络前所未有地需要更多光纤基础设施,因其均需要支持海量的连接、超高的数据传输速率和超低的延迟,对于未来的数据中心网络性能将会提出更高的挑战。

为了迎接即将到来的5G和IoT,您的数据中心是否正在考虑采用更高性能的光纤?对于在数据中心采用更高性能的光纤,往往都有一些误解,康普专家孙承恩针对一些最常见的误解作出了解答。

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光纤事实揭秘之一: 目前市场上有些布线厂商在宣传“低损耗”或者“超低损耗”MPO解决方案,到底低损耗和超低损耗的区别是什么?对于数据中心用户来说超低损耗意味着什么?

实际上,TIA和ISO国际标准里面并没有关于低损耗和超低损耗MPO/LC模块盒的定义。市场上许多厂商都声称自己的产品是超低损耗,但是对于超低损耗定义却不同,有的供应商声称损耗低于0.5dB的MPO/LC光纤盒是超低损耗,康普则将损耗低于0.35dB的MPO/LC光纤盒定义为超低损耗。

作为数据中心用户来说,他们关心的不是单个光器件的损耗值,而是关心在特定的连接场景下交换机最远能够支持多远的传输距离。交换机传输的最大距离取决于交换机的功率预算,交换机功率预算=光纤链路损耗预算+ 信号失真(包括色散、抖动)+噪音+余量。光纤链路损耗预算占交换机功率预算很大的比重,光纤链路损耗越小,交换机功率预算余量越大,支持的网络连接越多,传输距离越远。

图 1:交换机功率预算

传统的光纤链路损耗计算方法一般把光器件的性能进行简单的累加,这显然不符合实际情况。因为光纤链路损耗预算=连接器插入损耗+光纤衰减+连接器的耦合衰减+测试仪不确定性,现实情况中,MPO/LC模块盒和LC光纤跳线未必是最差的部件,另外在MPO/LC 光纤盒和LC光纤跳线相互匹配的时候会产生不同的匹配结果,最后,光纤测试仪存在不确定性(取决于测试仪器,一般精度漂移在±0.25dB左右)。因而这种简单的累加计算的方法无法代表光纤链路真实的性能,另外即使选择的是超低损耗的光纤器件,我们也无法得知光纤链路能够支持的实际的网络应用传输距离。

图 2:光纤链路损耗预算

针对这一情况,康普公司开发出了光纤链路性能计算工具,这种工具包含了不同光模块的光链路损耗预算值和基于实验室大量的耦合测试数据统计平均值,另外综合考虑了光器件的性能等级(光纤类型以及MPO/LC模块盒类型),现场的MPO/LC模块盒的数量以及测试仪的测试精度,因而能够自动计算不同的光模块在不同的连接场景能够支持的最低的传输距离。康普光链路性能计算工具能够针对具体的网络应用和网络连接场景提供性能保证。

图3: 康普光纤链路性能计算器

综上所述,数据中心用户在评估布线系统的时候,如果仅仅把超低损耗光器件作为选择的标准,那么市场上布线厂商所声称的超低损耗,对于数据中心用户实际的网络应用并没有实际意义,布线厂商必须针对具体的网络应用和具体的光纤链路模型提供相应的应用性能保证。

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光纤事实揭秘之二:下一代数据中心机柜互联400G以太网光模块主要有哪些?对于光纤连接器的选择有何影响?

数据中心机柜之间互联将会有多种400G光纤解决方案可以选择: 400GBase-SR16采用并行传输技术,需要32芯多模光纤,16收16发,每芯光纤发送或者接收25Gbps, 这种方案需要采用MPO-32光纤连接器,布线成本比较高,另外比较难以理线,因此这种方案比较难以商业化。

400GBase-SR8,采用PAM4编码技术和并行传输技术,需要16芯多模光纤,8收8发,每芯光纤发送或者接收50Gbps,这种光模块的优点是可以支持灵活地扇出到8个50Gbps、4个100Gbps或者2个200Gbps的服务器。400GBase-SR8 目前有两种建议的光纤连接器方案,一种方案是采用1行16芯MPO-16光纤连接器,MPO-16连接器目前在布线市场上的部署量几乎为零,另外一种方案是采用2行12芯也就是MPO-24光纤连接器。

400GBase-SR4.2综合采用PAM4编码技术、并行传输技术以及波分复用技术,需要4对多模光纤,每芯光纤传输两个波长,每个波长传输50Gbps, 这种光模块的优点是只需要8芯光纤,布线成本最低,400GBase-SR4.2光纤连接器将采用12芯MPO光纤连接器。

图4: 数据中心机柜互联400G方案比较

从布线的角度来看,MPO-32连接器和MPO-16连接器刚刚标准化,目前的市场部署量几乎是零; MPO-12光纤连接器目前在数据中心部署量最大,但是MPO-12光纤连接器无法支持400G Base-SR8光模块;MPO-24光纤连接器在市场上出现较早,有一定的部署量,MPO-24连接器优点是既可以支持双工的SFP封装的光模块,也可以支持8芯QSFP封装的光模块,同时可以支持16芯的400G Base-SR8 或者8芯的400G Base-SR4.2 OSFP或者QSFP-DD封装的光模块。

综上所述,布线的生命周期一般至少10年,要支持两代的网络设备和三代的服务器,为了保护数据中心的投资,保证数据中心网络主干能够平滑升级到400G以太网,建议数据中心网络主干采用MPO-24光纤连接器。

如果您有关于光纤的问题,欢迎通过下方留言区向孙先生提问。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20181213B13AI300?refer=cp_1026
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