EXFO|一文讀懂 數(shù)據(jù)中心向400G遷移,需要考慮哪些要素?

訊石光通訊網(wǎng) 2023/6/7 17:29:50

  ICC訊 5G、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和視頻點(diǎn)播等應(yīng)用,推動了帶寬需求的日益增長。為支持這些技術(shù)和應(yīng)用,數(shù)據(jù)中心正面臨巨大壓力,需要將其網(wǎng)絡(luò)升級到400G。因此,向400G遷移是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的當(dāng)務(wù)之急。

  從應(yīng)對新的光模塊,到選擇能夠可靠高效地驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的400G測試儀,本期一文讀懂?dāng)?shù)據(jù)中心向400G遷移,需要考慮哪些要素?

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  數(shù)據(jù)中心內(nèi)和數(shù)據(jù)中心之間的流量不斷增加

  數(shù)據(jù)中心管理的數(shù)據(jù)正在呈指數(shù)級增長,這些數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)(IDC)以及數(shù)據(jù)中心之間(DCI)傳輸。

  由于單個數(shù)據(jù)中心內(nèi)有數(shù)以十萬計(jì)的高速連接,因此在數(shù)據(jù)中心內(nèi)完成400G升級是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。此外,數(shù)據(jù)中心采用可擴(kuò)展的計(jì)算模型,這意味著在設(shè)計(jì)這些數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)時,需要考慮到遲早會增加400G端口。

  每天都有新的數(shù)據(jù)中心被投入使用,這是因?yàn)槠髽I(yè)希望數(shù)據(jù)中心除了發(fā)揮支持業(yè)務(wù)連接和災(zāi)難恢復(fù)的“傳統(tǒng)”作用外,還能夠在日常運(yùn)營中提供負(fù)載均衡功能。數(shù)據(jù)中心數(shù)量持續(xù)增長,包括在傳統(tǒng)城市中心之外突然出現(xiàn)的新設(shè)施。數(shù)據(jù)中心的數(shù)量越來越多,它們之間的距離也越來越遠(yuǎn),因此更加需要一種新技術(shù),方便數(shù)據(jù)中心在越來越遠(yuǎn)的距離上互連。這正是相干光學(xué)等新興技術(shù)可以大顯身手的地方。與已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中使用的ZR光模塊一樣,相干光模塊能夠支持速度更快(最高400G)、距離更遠(yuǎn)(超過120公里)的連接。

  對于所有這些光模塊,靈活敏捷是向400G遷移取得成功的先決條件——這既適用于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施,也適用于驗(yàn)證和鑒定工具。

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  400G光模塊

  向400G的遷移正在有條不紊地進(jìn)行中,光模塊也成為數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的一個熱門話題。在這場追求更高速率的競賽中,可插拔光模塊發(fā)揮基礎(chǔ)和主導(dǎo)的作用。可插拔光模塊尺寸較小、功耗和成本較低,并能夠支持更多的速率,成為實(shí)現(xiàn)400G傳輸?shù)耐苿右蛩亍?

  此外,光模塊的類型也非常多(見圖1)。即使在每一類物理接口(如 QSFP-DD)中,也有不同“風(fēng)格”的光模塊(如覆蓋距離長達(dá)10公里、覆蓋距離超過100公里的相干模塊),支持不同的速率(如25G、40G、100G、400G等),但每一個對于解決數(shù)據(jù)傳輸難題都不可或缺。管理和支持所有類型的光模塊,并將它們集成到現(xiàn)有與下一代基礎(chǔ)設(shè)施中是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù),需要極高的技巧才能完成。

圖1:不同封裝形式的光模塊

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  新模塊不斷出現(xiàn)

  應(yīng)對不斷涌現(xiàn)的新型可插拔光模塊、管理大量的光模塊、解決它們的互操作性問題以及將它們集成到現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施中是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的首要任務(wù)。

  集成新型的物理接口(QSFP-DD、OSFP、?SFPx)以支持越來越高的數(shù)據(jù)速率讓數(shù)據(jù)中心運(yùn)營變得日益復(fù)雜。光模塊需要變得越來越小、功耗越來越低,這意味著新型接口將不斷涌現(xiàn)。新型的光模塊包括 QSFP112。每個通道支持112G,這是光模塊技術(shù)的未來,而數(shù)據(jù)中心將需要進(jìn)行調(diào)整,以實(shí)施和測試這些類型的光模塊。

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  檢測光模塊和清潔

  光纖連接器的重要性

  確保數(shù)量龐大的光纖和光模塊正常工作是一項(xiàng)重要且艱巨的任務(wù)。連接器被污染或光模塊硬件存在問題是數(shù)據(jù)中心技術(shù)人員面臨的主要問題。很多時候,技術(shù)人員因?yàn)闆]有合適的測試工具,只得丟棄可能有故障的光模塊。當(dāng)使用的可插拔光模塊成千上萬時,這種簡單的拆下并更換的策略成本很高,也很費(fèi)時。如果不能將被污染的光纖連接器標(biāo)記出來,可能導(dǎo)致不必要的長時間網(wǎng)絡(luò)故障。技術(shù)人員會浪費(fèi)時間來確定問題根源(如路由器、光模塊或開關(guān)),而問題僅僅是光纖連接器被污染,很容易就可以清潔干凈(圖2)。

圖2:通過 EXFO 的 FIP-500 光纖端面檢測器看到的清潔和被污染的連接器(LC 雙工和 MPO)

  在400G網(wǎng)絡(luò)中,檢測和清潔光纖連接器尤其重要。對高速傳輸而言,光纖或連接器出現(xiàn)任何問題可能造成嚴(yán)重故障,從而顯著影響服務(wù)性能。配備合適的工具來檢查和清潔連接器非常重要。但任務(wù)并沒有就此結(jié)束,使用自動化工具來驗(yàn)證光模塊的功率、寄存器內(nèi)存和光模塊溫度也非常重要(圖3)。這些數(shù)據(jù)為技術(shù)人員提供了完整的連接狀況,幫助減少排障時間。

圖3:光模塊通過使用 EXFO 的 iOptics 進(jìn)行的檢測

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  相干光學(xué)

  如上所述,新的光模塊不斷涌現(xiàn),它們采用各種封裝形式,支持更高的速率。這讓情況變得更加復(fù)雜,因?yàn)榧纫羞M(jìn)一步擴(kuò)展以支持更高速率的能力,又要能夠管理現(xiàn)有的模塊。可插拔相干光模塊是最新出現(xiàn)的光模塊類型之一(見圖2)。

  相干光模塊出手相助!這些新的光模塊有望降低單位比特的傳輸成本、采用更加簡化的架構(gòu)(IP over DWDM)、實(shí)現(xiàn)更長的傳輸距離并能夠與現(xiàn)有的路由器和開關(guān)互操作,因此對于成功拓展400G硬件在 DCI 和城域網(wǎng)中的應(yīng)用至關(guān)重要(圖4)。相干光模塊(如ZR、ZR+等)備受數(shù)據(jù)中心青睞,因?yàn)樗鼈冇兄?strong>在數(shù)據(jù)中心之間實(shí)現(xiàn)長距離互連——可達(dá)120 km甚至更遠(yuǎn)。

圖4:可插拔光模塊的優(yōu)點(diǎn)

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  驗(yàn)證AOC和DAC線纜

  有源光纜(AOC)和直連高速線纜(DAC)是用于服務(wù)器機(jī)架內(nèi)高速鏈路的主要布線技術(shù),由于它們具有許多潛在優(yōu)勢,因此正被廣泛部署于高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用內(nèi)。AOC 組件的出現(xiàn)是為了取代銅纜技術(shù),并提供一種經(jīng)濟(jì)高效的方式,將架頂(TOR)交換機(jī)和骨干聚合交換機(jī)連接起來,以支持400G及更高的傳輸速率。如果沒有適當(dāng)?shù)臏y試措施(測試功耗和光功率水平、確定線纜溫度等),驗(yàn)證線纜可能會成為數(shù)據(jù)中心管理人員面臨的一大挑戰(zhàn)。

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  在數(shù)據(jù)中心內(nèi)測試400G

  考慮到向400G遷移以及升級所需的一切,數(shù)據(jù)中心需要配備相應(yīng)的測試解決方案,使其能夠在最短的時間內(nèi)可靠地測試和驗(yàn)證盡可能多的400G鏈路。

  借助 EXFO 的雙端口400G測試解決方案 FTBx-88480,數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以通過一款測試解決同時驗(yàn)證兩條鏈路,速率高達(dá)400G。該解決方案配備112G電通道,可測試現(xiàn)有的光模塊,并支持未來出現(xiàn)的下一代光模塊。

  EXFO 的開放式光模塊系統(tǒng)(OTS)采用可更換的測試模塊,數(shù)據(jù)中心的技術(shù)人員只需要直接在數(shù)據(jù)中心內(nèi)更換 OTS 模塊,便可以測試多種類型的光模塊和速率。OTS 采用面向未來的設(shè)計(jì),這意味著在出現(xiàn)新的光模塊時,可使用新的 OTS 模塊,不再需要更換整個解決方案,從而節(jié)省成本并且對環(huán)境更加友好。

  在光纖方面,EXFO 的 FIP-500 是全自動的光纖端面檢測器,提供簡單易用的光纖端面檢測功能。而自動、智能的測試應(yīng)用 iOptics 可提供一種精準(zhǔn)、高效的方法來測試有故障的光模塊以及有故障的 AOC 和 DAC 線纜。

新聞來源:EXFO微信公眾號

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