有源光缆:变革数据中心基础设施

科技   2024-10-25 08:33   四川  

根据通信产业研究院(CIR)的报告,2020年数据中心有源光缆(AOC)市场规模激增至266.8亿元。有源光缆在连接数据中心配线架、交换机以及促进交换机和服务器之间的通信方面起着至关重要的作用。通常,数据中心优先安装交换机,然后进行结构化布线,最后选择合适的互连产品进行网络接入。

对于短距离(<90m@10G和<10m@40G)传输应用,铜缆是经济的选择。

对于中等距离(<500m@10G和150m@40G)传输应用,多模VCSEL光模块是不二选择,其中AOC也是一个值得关注的构成。

除了指定距离外,还有各种单模光模块可供选择,但成本会有所增加。在集成数据中心布线中,服务器连接通常采用TOR(机架顶部)或EOR(机架末端)布线方法。

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数据中心ToR布线中的AOC

ToR布线方法指将接入交换机放置在每个服务器机柜或单元的顶部。机柜内的服务器使用短跳线直接连接到此顶部交换机。随后使用铜缆或光缆,连接从交换机的上行链路端口延伸到核心交换机。

数据中心EoR布线中的AOC

EoR布线方法需要将接入交换机集中安装在位于一排机柜末端的机柜内。设备机柜内的主机、服务器或小型计算机设备通过水平线缆的永久链路与交换机互连。此方法需要在设备机柜内铺设大量水平线缆,以建立与EoR交换机的连接。此外,配线柜中的铜缆或光缆延伸到位于侧端的网络机柜。然后将接入交换机安装在网络机柜内。机架式服务器安装在服务器机柜内,服务器网卡通过跳线(介质可以是铜线或光纤)连接到机柜中的配线架。

如图所示,EOR布线方式需要更高密度的铜缆或光缆从服务器机柜延伸到网络机柜。此外,这些机柜距离网络机柜越远,服务器机房内布线的距离就越长。这给线缆管理和维护带来了很大的负担,同时也降低了灵活性。
而TOR布线方式简化了服务器机柜与网络机柜之间的连接,每个服务器机柜到EOR/MOR网络机柜所需的铜缆或光缆数量被大幅降低,大大缩短了服务器与交换机之间的距离,因此TOR布线在数据中心布线场景中更受青睐。另外,随着数据中心机房面积的扩大,单位机房面积和功能面积也随之增大,主干子系统线缆的传输距离随之增加。该布线方式主要为中距离传输,因此需要使用大量有源光缆。
因此,有源光缆 (AOC) 在数据中心得到广泛应用,尤其是在服务器机柜中。多达40台服务器连接到机架顶部交换机 (TOR),每台服务器通常有一个或两个以太网连接到交换机。此外,AOC部署在主网络区域,例如脊网络、叶网络或核心交换区域。这些区域由许多相互连接的离散交换机组成,以创建大型交换结构。AOC通常用于实现这些互连,交换结构可能跨越数据中心内的多个机柜或整排。选择AOC进行数据中心布线,不仅是出于距离考虑,更是因为它的众多优势。

数据中心布线选择:AOC、DAC和光模块

有源光缆与高速线缆

减少通过系统链路的电力传输。

其尺寸约为铜缆的一半,重量约为高速线缆的四分之一。

改善服务器机房布线系统内的气流和散热。

与铜缆相比,光缆的弯曲半径较小。

产品传输性能误码率(BER)增强,BER最高可达10^-15。

有源光缆与光模块

有源光缆具有封闭的光口,消除了对清洁和污染的顾虑。

提供更高的系统稳定性和可靠性。

增强网络系统的可管理和维护。

在提高效率的同时大幅降低运营和维护成本。

结论

考虑到数据中心未来发展的趋势,人们越来越倾向于采用全光网络来提高网络速度。随着网络速率的不断提高,有源光缆 (AOC) 有望在数据中心得到广泛应用。
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