数据中心互连的布线前进

大卫·赫松(David Hessong)，康宁公司(Corning corporation

数据中心互连（DCI）应用是SAN Diego最近的光纤通信会议的热门话题。由于网络景观中的一个重要而快速增长的细分市场，空间一直是光纤电缆的几个令人兴奋的进步的重点。本文将探讨这一细分市场增长的原因，并专注于旨在使这个空间更加安装的几种新布线技术。

在互联网上快速搜索大型超大规模或多租户数据中心的支出公告，就会得到几个扩张计划，总金额达数十亿美元。这种投资能给你带来什么?通常情况下，这个答案是一个数据中心园区，它由多个数据大厅组成，这些数据大厅位于不同的建筑物中，通常比一个足球场还要大，它们之间通常有超过100 Tbps的数据流动(图1)。

在不深入研究这些数据中心发展如此庞大的细节的情况下，我们可以将其简化为两个趋势。首先是机器对机器通信带来的东西交通指数增长。第二个趋势与扁平化网络架构的采用有关，如脊柱-叶网络或Clos网络。我们的目标是在园区内建立一个大型的网络结构，这将驱动100 Tbps或更大的数据在建筑之间流动的需求。

可以想象，在这种规模上进行建设，会给整个网络带来一些独特的挑战，从电力和冷却到连接设备的连接。关于最后一点，已经评估了多种传输速率为100 Tbps(最终更高)的方法，但普遍的模型是在许多单模光纤上以较低的速率传输。值得注意的是，这些长度通常是2-3公里或更短。建模表明，至少在未来几年内，在更多光纤上使用更低的数据速率仍将是最具成本效益的方法。这个成本模型显示了为什么该行业要投资如此多的钱来开发高光纤数电缆和相关硬件。

现在我们了解对高纤维计数电缆的需求，我们可以将注意力转向数据中心互连市场上的替代方案。该行业已同意色带电缆是该应用空间的唯一可行的解​​决方案。传统的松散管电缆和单纤维拼接需要太长，安装得太长，导致拼接硬件太大而无法实用。例如，使用松散管设计的3456纤维电缆需要超过200小时终止每拼接4分钟。如果使用带状电缆配置，请拼接时间下降到不到40小时。除了节省这些时间外，与单纤维接头密度相比，带状接头外壳通常具有相同硬件占用空间的拼接容量四到五倍。

一旦行业确定了色带电缆是最佳选择，就会很快意识到传统的色带电缆设计无法在现有管道中获得所需的纤维密度。因此，该行业列出了传统丝带电缆中的纤维密度基本上是双纤维密度。

出现了两种设计方法。第一种方法使用标准的矩阵带和更紧密的封装子单元，另一种方法使用标准的电缆设计，具有中心或开槽核心设计，具有松散粘结的网状设计带，可以相互折叠(见图2)。

既然我们了解这些新的带电缆设计，我们还必须探索终止它们的挑战。由于电缆携带外部植物（OSP）火焰额定值，因此需要向内部工厂（ISP）额定电缆以100英寸的入口处的额定电缆（NEC）到建筑物的入口处。这通常通过拼接预终止的MTP来完成^®/ MPO或LC带状辫子（电缆带有连接器，在一端预安装）或一端的硬件硬件（用尾纤电缆预加载的硬件）在极端密度的剪接柜中。此应用程序是最终用户不再只是评估OSP电缆设计，而是用于这些昂贵和劳动密集型链路部署的全尖端解决方案（图3）。

在决定最佳提示到尖端方法时，必须评估几个区域。时间研究表明，最耗时的过程是色带识别和浮雕，以制备带状牵引托盘。“浮雕”是指取出电缆护套以保护带有管道或网状物的丝带的过程，因为它们在硬件内部路线到拼接托盘。随着电缆的光纤计数增加，该步骤变得更加耗时。

通常，安装和拼接一个3456光纤连接需要数百英尺的网格或油管。ISP电缆也必须完成同样耗时的过程，无论是尾纤电缆还是存根硬件形式。今天市场上的电缆在分叉时间上差别很大。有些在OSP和ISP电缆上包含可路由光纤子单元(图4)，不需要分叉将光纤带到接头托盘，而另一些则需要多个分叉套件来保护和布线色带(图5)。带有可路由子单元的电缆通常安装在特制的拼接柜中，并通过拼接托盘进行优化，以匹配可路由子单元的光纤数量。

另一个耗时的任务是丝带识别和正确的顺序，以确保正确的拼接。一根3456光缆中包含288根12芯光缆，需要明确标签，以便剥去电缆护套后进行分类。标准矩阵色带可以用喷墨打印识别打印声明，而许多网设计依靠不同长度和数字的破折号来帮助识别色带。这一步非常关键，因为必须识别和路由大量的光纤。当电缆在初次安装后损坏或被剪断时，这种带状标签在网络修复方面也变得至关重要。

3456光纤电缆看起来只是一个起点，因为超过5000光纤电缆已经讨论过。由于导管尺寸不会变大，另一个新兴趋势是使用涂层尺寸从工业标准250微米降至200微米的纤维。光纤芯和包层尺寸保持不变，因此不影响光学性能。这种纤维涂层尺寸的减少可以允许成百上千的额外纤维在相同尺寸的管道中。

另一个趋势将是客户对小费到小费解决方案的需求不断上升。在电缆中插入数千根光纤解决了管道密度问题，但在风险和网络部署速度方面也带来了许多挑战。有助于消除这些风险并降低部署速度的创新解决方案将继续成熟和发展。

对极密度布线的需求似乎正在加速。机器倾斜，5G和更大的数据中心校园都是以驱动这些DCI链路的需求的方式培训。这些部署将继续挑战行业开发尖端的解决方案，可以有效地缩放，以实现最大的管道利用率，同时无法越来越繁琐地部署。