耐克森：模具化发展对数据中心布线的影响

　　2013年12月10日，由千家网联合千家品牌实验室共同主办的第十四届中国国际建筑智能化峰会广州站，在广州中国大酒店隆重举行。本届峰会主题为“从智能建筑到智慧城市”，分别在上海、北京、广州三地举行。广州峰会作为本届峰会主会场，也是最后一站，会议规模再创新高。峰会活动共吸引了智能建筑行业专家、设计院人士、系统集成商、渠道商、厂商、用户等近八百名行业人士齐聚一堂，共同探讨智能建筑与智慧城市最新技术与应用发展趋势。

　　以下是耐克森高级产品工程师王君原先生带来的题为《模具化的发展对数据中心布线的影响》的精彩演讲：

耐克森高级产品工程师王君原

    　王君原：大家好，今天我想跟大家讨论的内容，是现在比较热门的话题，就是模块化数据中心，我们这次峰会的主题是智能建筑到智慧城市，大家上午听专家的演讲已经很清楚，智慧城市的实现是有两个基础的建设架构，一个是智能建筑，另外一个基础架构是对于网络信息化的建设，网络信息化的建设归根结底是对于数据中心的建设。

　　那模块化数据中心是一个怎样的概念呢？我觉得应该从两个方面进行考虑，如果从宏观角度来说，是以标准化技术、标准化产品建立起来的可以满足灵活部署、快速施工的数据中心。为什么要做模块化？大家思考一下就知道，缺少模块化会给用户带来不便，尤其是在智慧城市的大前提下我们需要的是可以迅速部署、迅速施工、迅速投入使用的数据中心，在这个前提下，模块化数据中心是一种必然的趋势，比如说我们现在的一些大型的运营商，就在大力的推进数据中心的建设。这是从宏观方面来说什么是模块化数据中心。

　　如果从微观的角度来说，模块化数据中心就是我们所有的POD数据中心，在这种数据中心里面，可以把IT、配电、备电、散热、监控、布线整合成一体，这种数据中心可大可小。我相信大家听说过类似单机柜体积的数据中心，有一种类似集装箱式的数据中心，也有一种类似平级化的数据中心，这些数据中心的特点就是出厂的时候已经配置了整个数据中心的部件，或者是可以即插即用、灵活部署高可靠性的数据中心，我们称之为POD模块化数据中心。

　　针对模块化数据中心，我们的布线架构带来那些影响呢？我们归结起来有四大影响，第一个是针对带宽的迁徙：传统的数据中心带宽可能是千兆、百兆，但是现在是的万兆、十万兆，这必然带来比较名明显的问题，我的带宽如何从千兆升级到万兆、十万兆，这个就是带宽迁徙的问题。第二点标准化：模块化数据中心进行建设的时候采用标准化的技术以及标准化的产品，这两点都与布线相关，我们布线的产品设计施工必须要符合标准化的概念，才能满足未来模块化数据中心的建设。第三点高密度：模块化数据中心对整个线缆的部署有很高密度的需求，所以布线系统必定要符合高密度的需求才能满足对它这样的使用。

　　最后在高密度的环境下如何实现可管理性以及施工的关键性，这也是我们要考虑的问题。

　　第一点就是带宽迁徙带来的问题，我们知道苹果的手机经历好几代的发展，可是外观上苹果手机没有太大的变化，但是第五代的时候采用新的连接器的类型，所以这就是我们产品发展对连接器带来的变化。数据中心里面有一个词叫带宽迁徙，大家应该知道非洲大草原每年都有动物的迁徙，就是这种季节性的从寒带往热带走的方式，只有这样整个生物链才能维持下来，布线也遇到同样的问题，带宽进行发展的时候，百兆升级到千兆、万兆，都有迁徙的问题。我们经常说的数据中心里面还是以千兆、万兆为主，这个情况下大家有没有关心过这样一个问题：你是用铜缆还是光缆部署这个万兆的布线，我相信在现今很多场合下还是以光缆的万兆布线为主，这是为什么呢？因为铜缆万兆的标准经历了几年以后，在2012年才有比较成熟的、可以市场化的产品线。为什么这样说？在数据中心内部我们很关心的一个问题是你传输的带宽够不够，另外一个问题是你传输的时候能耗是不是保持在一个合理的范围内。但是在前几年虽然有10GBASE-T的产品，必将会影响未来数据中心内部网络的架构、布线的架构。我们可以从这张图上看到，在2012年IE的标准发布会上，针对10GBASE-T有了非常迅速的发展，预计到2015占有万兆传输的份额，所以我们预先铜缆会成为服务器到交换器端、水平端的主流选择。

　　刚才提到是千兆到万兆的过程，大家会关心万兆以后数据中心用铜还是用钢？这个是从最早的铜缆三类线、五类线到大家不是特别熟悉的，但是ISO里面成立的七类线以及超七类线，我们目前需要的超六类的线缆产品都可以支持，四万兆、十万兆的产品是否可以有同样的线缆产品支持呢？实际上在标准委员会，还是国际标准ISO的规范，已经针对这样的线缆等级可以支持四万兆做出了讨论。这张图展示了几种连接器的接口。左边的连接器代表之前我们的传输方式千兆、百兆、万兆。右边的这些连接器代表未来的趋势，包括了右边的这个，中间有两款连接器是目前现行最高带宽的超系列的连接器。

　　在ISO最新的发布会上，对四万兆的布线提出了一些建议，这个建议是ISO专门出的一个文件叫IZO11801-99-1，讨论了两个部分，第一部分讨论应用现有的布线等级是否有能力支持未来四万兆，这里有一个很明显的结论，超六类线没有办法支持四万兆，第二个部分讨论了对于未来八类线的可能性。我们现在知道八类线事实上是有争论的，有一种八类线是针对6A线缆的升级版本，把带宽提升到两千兆赫兹。第二类是超七类线缆的升级版，但是这两个之间有一个明显的区别，如果做对比以后会发现8.1线缆是可以实现四万兆传输的。

　　越简单的编码技术可以实现对能耗的越小要求，我们可以预见未来可能产生两套布线系统支持四万兆，但是这些在能耗方面会有一些微小的差别。

　　我们通常在做数据中心的时候都希望在布线上节约一些投资，每个用户都希望能在布线上省下几万块，多购置几台交换机，这里提出一个疑问，交换机就等于是造车，布线就等于是造路，所以同等的预算成本下，如果你把小部分的钱提到布线的升级上，这个是值得的。

　　简单介绍一下耐克森的解决方案，如果升级到四万兆的时候采用这个跳线就可以满足1200兆赫兹的传输，这套产品线由三大组件组成，我们简单看一下数据中心内部，铜缆、网络如何从万兆升级到四万兆，如果采用RJ45的连接器，可以在主干上采取这个线缆，在万兆的传输欢迎下只需要采用6A的跳线就可以持续到万兆的传输。未来需要过渡到四万兆传输的时候，只需要简单的把万兆6A的跳线更换到GG45的跳线。

　　我们看一下光缆，从万兆到四万兆有一个升迁的问题，对于光缆来说LC连接器不能满足四万兆的传输，所以我们需要新的MPO连接器支持它。从万兆到四万兆的过渡是怎样做的？在现有情况下可以用MPO的主干加MPO转LC的模块，通过连接LC的跳线到服务器以及交换机的两端，但是未来需要升级到四万兆的情况，需要把LC的跳线和MPO的模块去掉，直接用MPO的跳线，这样就可以连接到设备上的MPO四万兆的端口，这样就实现四万兆甚至未来十万兆的传输。

　　对比铜缆和光缆的变化。我们针对传输、升迁可以持三种态度，第一种是暂时不考虑传输升迁的问题，这个是对我的数据中心进行带宽的迁徙。第二种解决方案，对光缆来说放眼于端口的需求，比如每个机柜里面有24个光缆端口、L端口，就配两个模块支持。对于未来，如果需要升级到四万兆，只需要把MPO转LC的模块去掉，连接MPO的跳线，这个之中肯定有一个需求的缺口，这个就需要重新布线，除非你选择第三种方案。第三种方案是先估算端口数量的需求，你根据四万兆的需求布数据中心的线缆，采用四万兆的传输主干连接MPO、LC的主干。铜缆简单一点，第一种方案不考虑以后重新布线。第二种是用八类的线缆端接面前现有的传输需求，未来需要四万兆升级的时候，只要把两端的模块剪断，再重新端接就可以满足。第三种最简单的方式就是直接用二合一的连接器，可以兼容RJ45的跳线，这样就可以满足升迁的需求。

　　前面讨论的是对未来的展望，如果把焦点聚焦在现有数据中心内部，除了升迁、标准化，还有两个重点，一个是高密度，光缆连接是高密度的环境，所以我们有专门的高密度的光纤数据中心解决方案支持高密度环境下大家如何做施工、如何做管理的东西。比如角形的光线配线架就提供了一个更大的区域，可以支持盘迁等等。

　　对于线缆的插拔，大家如果施工做过高密度的光缆解决方案、EO96芯、144芯，这个高密度的情况下插跳线是让人感觉很绝望的事情，所以我们专门提供两款跳线，它的第一特点是支持不到一厘米的最小弯曲半径，这样保证进行插拔的时候不会带来过多性能的问题。第二点在柔性7.5毫米的光跳线上做了小的改进，这样的情况下面在满配96芯的配线架上只要扣动这个插销就可以简单的把跳线从模块上插拔下来。

　　这边做了一个比较，采用传统光缆的话，可能会在微观上面带来比较大的衰减，但是如果采用柔性的光角线，就可以把这个衰减控制在合理的范围内，这对万兆传输带来很大的影响，因为万兆传输有一个比较敏感的衰减指标，这个指标是2.6GB，尝试计算一下，根据ISO的标准，300的OM3光缆加两端跳线，假设在施工操作的过程中不小心碰了一下跳线，造成小于5毫米的弯曲，整个衰减值就会大于2.6dB，如果采用柔性的光跳线及时是在0.5毫米的情况下依然可以实现这个传输。

　　除了对跳线的插拔做了调整以外，还做了支持其它高密度调节设备上高密度的插拔，在这上面展示的就是我们现场的实际案例，对于MPO支持高密度扇的设备。

　　刚才提的是光，在超越线缆以上等级，铜缆的外经是越来越粗，所以我们也会遇到这样的问题，如果你每个机柜里面都需要48根铜缆的话，会遇到很大的问题，我们专门推出超六类的屏蔽预端接的铜缆概念，这种可以比传统的铜缆布线节省30%以上的后部管理空间，而且预端接每个铜缆的木块都是通过工厂的预端接，在性能上也会有比较可靠的保证。

　　在设备端有高密度的铜缆跳线支持，这种高密度的铜缆跳线可以支持现有比较流行的EO48扣口的操作，这样保证不会导致误操作。

　　针对模块化数据中心内部标准化产品是怎样建立起来，并且他的可靠性是怎样得到保证的？对于耐克森来说，铜缆以及光缆的标准化产品都会通过三道检测程序，第一个是产品测试，第二个是信道测试，第三个是协议的测试。比如针对产品的测试，我们的MPO模块每个出厂，每一芯都有附带出厂的检测报告，这张图是针对我们某一年所有出货的耐克森的MPO产品做的规整，ISO对MPO低损的规定是比较低的，但是我们出货的时候95%以上的模块差损都保存在0.1dB，有这样的产品性能的稳定性，我们就可以实现对信道稳定性的支持。

　　我们在今年某一个展会上实现了对300米OMC信道六个MPO低损模块的现场演示，整个信道传输的差损是保证在1.8到1.9dB左右，这个跟刚才提到的万兆传输差损的余量比是2.6dB，我们知道事实上可以支持更远的距离，就是说耐克森的模块在信道上面可以支持300六个MPO模块。

　　第三点，我们刚才测了产品、信道，最后还要做一件事，就是测试一下你的整套产品是不是能在实际的应用环境里面支持万兆、四万兆的传输。在此我们做了两个协议的测试，第一个是针对万兆的协议测试，第二个是针对四万兆的协议测试。先说万兆的协议测试，它的模型也是我刚才提到的300米六个MPO低损的模块，采用的是OMC五的解决方案。用传统的跳线或者采用柔性光跳线去做这样一个协议测试，发现十个小时之内没有问题，说明整个产品可以支持万兆的传输。

　　另外四万兆的传输我们在美国的子公司做了一个演示，我们通过四万兆的收发器实现600米的距离内九个低损的连接点没有问题，这也是在业界比较理想的成绩，所以从这三点来看，耐克森的产品在标准化方面是做到了它应该做到的事情，来支持模块化数据中心的发展。以上是我今天的演讲内容，谢谢大家！