2017 年 12 月下旬，電氣和電子工程師協(xié)會 (IEEE) 針對 200 Gbps 和 400 Gbps 采用了 802.3bs 標準。除此之外，該標準還為 400G BASE-SR16 鋪平了道路。400G BASE-SR16 要求每個 MPO 有 32 條多模光纖，可提供 16 條 25G NRZ 通道。400G BASE-SR16 曾引起人們的廣泛討論，然而幾年后，400G BASE-SR16 就夭折了。

事實證明，在當時，將 32 根光纖接入一個連接器可能有點太激進了。這帶給我們什么教訓(xùn)呢？也許是，在追求更快吞吐量的過程中，實用性與速度同樣重要。

高速網(wǎng)絡(luò)升級是一個基于數(shù)據(jù)中心運營商業(yè)務(wù)模式和意圖的相對術(shù)語。企業(yè)組織正在從雙工傳輸轉(zhuǎn)向并行傳輸（速度從 10G 提高到 40G，從 25G 提高到 100G 及以上），以增加容量。目前，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者已準備好遷移到 800G，然后再遷移到 1.6T。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師正在對他們的方案進行研究，力求確保其擁有正確的基礎(chǔ)設(shè)施，從而高效地提供速度更高、延遲更低且更具成本效益的性能。

在布線方面，有大量 12 芯鏈路（還有一些 24 芯鏈路）已經(jīng)安裝就位。部分設(shè)施很早就從 12 芯光纖轉(zhuǎn)換為 8 芯光纖，以支持相關(guān)應(yīng)用。最近，另外一些設(shè)施已決定跳過 8 芯方案，直接轉(zhuǎn)到基于 16 芯的基礎(chǔ)設(shè)施。

在這篇博客中，我們將介紹數(shù)據(jù)中心可以采取哪些方法來處理從傳統(tǒng)光纖配置到新設(shè)計的過渡，從而走上 1.6T 及更高速度的康莊大道，或者升級至下一代應(yīng)用以滿足其容量需求。在深入探討解決方案之前，讓我們先來了解一些背景。

我們的發(fā)展歷程

為了加快數(shù)據(jù)速率的發(fā)展，10G、25G 和 50G 等雙工應(yīng)用被分組至四通道設(shè)計，以提供向 40G、100G 和 200G 的可靠、穩(wěn)步遷移。所選擇的配置是 12 芯 MPO，這是第一個被數(shù)據(jù)中心接受的 MPO 接頭。確實有較少使用的 24 芯型號，但 12 芯光纖更常見，而且使用方便，也是交換機光學(xué)模塊中更為常用的多光纖接口。

隨著數(shù)據(jù)中心遷移到 8 或 16 芯應(yīng)用以提高性能，12 和 24 芯配置的能效就顯得較低了。利用 12 和 24 芯主干線纜擴展交換機容量變得更具挑戰(zhàn)性。不是將數(shù)字相加那么簡單，它會導(dǎo)致交換機端口容量空閑或強制將多條主干線纜組合成多頭線纜或陣列線纜，以充分利用設(shè)備上的光纖。具有諷刺意味的是，經(jīng)計算，12 芯完美適合 400G 以下的雙工應(yīng)用，但突然之間，它對于 400G 及以上的并行應(yīng)用來說已變得沒那么有吸引力。于是，8 通道設(shè)計（即 8 個接收通道和 8 個發(fā)送通道）應(yīng)運而生。

16 芯光纖連接到底有哪些優(yōu)勢呢？

從 400G 開始，在多對主干光纜的構(gòu)建模塊中，八通道技術(shù)和 16 芯 MPO 扇出方案成為更高效的方案。從四通道部署轉(zhuǎn)向八通道部署，會使扇出數(shù)量增加一倍，從而幫助網(wǎng)絡(luò)管理員去除交換層或優(yōu)化交換機前端的光纖布局和密度，同時支持線路速率應(yīng)用。當今的應(yīng)用已針對 16 芯布線進行了優(yōu)化。通過 16 芯技術(shù)支持 400G 及更高速率的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心可以盡可能地提高交換機或服務(wù)器的交換容量。順便說一句，16 芯分組也完全支持 8 芯、4 芯或 2 芯光纖應(yīng)用，不會造成任何損害或浪費。

這種 16 芯設(shè)計（包括匹配的收發(fā)器、主干/陣列線纜和預(yù)端接模塊）成為通用構(gòu)建模塊，使數(shù)據(jù)中心能夠升級到 400G 甚至更高。想利用 100G 通道升級到 800G 嗎？單個收發(fā)器中來自共用主干線纜的一個 MPO16 或兩個 MPO8 連接很快會成為一種還提供完全向后兼容性的方案。一旦 200G 線路速率上線，可以運用同樣的思路讓速度提高到 1.6T。

等等，我的 8 芯鏈路怎么辦？

雖然 16 芯光纖對于 400G 以上的速度來說可能是最高效的配置，但傳統(tǒng)的 8 芯光纖部署仍然具有一定價值，主要用于那些最高速度為 400G 的應(yīng)用所在的數(shù)據(jù)中心。對于目前在運行 8 芯主干線纜且需要升級到 16 芯的用戶來說，問題表現(xiàn)為：最佳處理方法是什么？什么時候處理？

本質(zhì)上，您需要將配線架前面的光纖數(shù)量加倍，以支持配線架內(nèi)相同的端口數(shù)。一種方法是將前面現(xiàn)有的 LC 接頭切換為較小的 SN 接頭，前提它是光纖配線架的一個選項。SN 封裝提供了必要的空間，在使用同一尺寸和經(jīng)驗證的插芯的情況下，可在與雙工 LC 適配器相同的空間內(nèi)讓光纖數(shù)量至少翻倍。一個模塊中配置兩個 MPO8（后部）至 8 個 SN（前部）接頭與一個模塊中配置單個 MPO8 至 4 個雙工 LC 接頭所占的空間相同。這一變化釋放了一半的配線架空間，讓數(shù)據(jù)中心能夠?qū)⒖捎玫墓饫w數(shù)量增加一倍，并支持兩倍數(shù)量的端口，而無需增加機架空間（日常維護中通常做不到）。利用靈活的線纜管理器可以簡單、輕松地添加額外的主干線纜。在應(yīng)對日常維護所涉及的挑戰(zhàn)時，這會帶來巨大的回報。

我應(yīng)該直接跳到 16 芯主干線纜嗎？

如果您目前在使用 12 或 24 芯主干線纜，并且準備轉(zhuǎn)向更高效的 8 或 16 芯配置來滿足應(yīng)用需求，該怎么辦呢？首先要考慮的是您的業(yè)務(wù)模式。如果您的網(wǎng)絡(luò)團隊在評估可能需要 16 芯鏈路的應(yīng)用，是否該考慮 8 芯方案？好問題。

盡管對于更高速度的應(yīng)用，8 芯扇出與 12 芯或 24 芯解決方案不相上下，但與 16 芯設(shè)計相比，人們有充分的商業(yè)理由放棄 8 芯主干線纜部署。兩者之間的主要區(qū)別是什么？端口數(shù)。典型的 MPO 端口密度為每機架單元 72 個端口。如果主干線纜和應(yīng)用基于 8 芯光纖，就會有 72 個端口。如果變成 16 芯應(yīng)用，則同樣的 8 芯光纖主干僅提供 36 個端口。16 芯主干線纜與每機架單元 72 個端口的 16 芯應(yīng)用相匹配，但在同一空間內(nèi)也可以支持 144 個 8 芯端口。

許多企業(yè)組織的實際情況是：具有 4 路扇出功能的 8 芯應(yīng)用會有更長的遷移壽命（基于容量需求）。但是，使用配備 16 芯端口的 8 路扇出模塊可以提高能效并降低每千兆位成本，從而比原計劃更快地對模型做出調(diào)整。從 8 芯連接轉(zhuǎn)到 16 芯連接有助于您更好地分配全部交換機容量，并且在某些情況下可以免去一些交換機及其相關(guān)成本。對于全新部署來說，較明智的做法是選擇 16 芯主干線纜，這樣可以高效支持可擴展性及傳統(tǒng)應(yīng)用，而不會浪費光纖。

理想情況下，關(guān)于選擇 8 芯還是 16 芯最好由基礎(chǔ)設(shè)施布線團隊和網(wǎng)絡(luò)團隊協(xié)商決定。然而，通常情況下是網(wǎng)絡(luò)團隊做出決定，而基礎(chǔ)設(shè)施團隊必須找到實現(xiàn)轉(zhuǎn)變的最佳方式。

我原來的 12 或 24 芯部署怎么辦？

雖然 8 芯和 16 芯配置最適合 1.6T 及以上的速度，但現(xiàn)在許多數(shù)據(jù)中心（包括大型超大規(guī)模設(shè)施）的實際情況是有很多傳統(tǒng)的 12 芯主干線纜仍在使用中。

不妨假設(shè)我們決定從 12 和 24 根雙工光纖部署轉(zhuǎn)變?yōu)?8 和 16 芯并行應(yīng)用。如何在不進行全面升級換代的情況下實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變？

方法之一是使用適配器和陣列線纜，例如在光纖配線架的前面使用 LC，并使用一個在末端通過四個雙工 LC 連接至一個 8 芯 MPO 的陣列。您也可以將 24 芯主干線纜分解成三個 8 芯陣列，或者將兩根 24 芯線纜分解成三個 16 芯 MPO。MPO 適配器/陣列解決方案的一個缺點是線纜管理。扇出長度需要考慮到實用性。此外，基于 MPO 的收發(fā)器配有內(nèi)置的定位針，因此需要無插針的設(shè)備線纜。對于現(xiàn)場技術(shù)人員來說，兩端無插針的設(shè)備線纜是最簡單的。但是，整個通道中必須采用正確的帶插針/無插針組合。

最終結(jié)果：這些數(shù)字的搭配方法有很多；但目標始終一致：以最高效的方式支持應(yīng)用需求，而不會導(dǎo)致端口處有大量雜亂的光纖。網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)優(yōu)先考慮能提供舊式 12 和 24 芯設(shè)計以及 8 和 16 芯配置的基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，而無需在現(xiàn)場進行耗時的配線架改裝。

配線架內(nèi)的切片和切塊功能

另一個關(guān)鍵要求是提高配線架的設(shè)計靈活性。在傳統(tǒng)的光纖平臺設(shè)計中，設(shè)計專門的模塊、熔纖盒和適配器組等配件用于配線架。因此，更換具有不同配置的組件就意味著也要更換配線架。此限制最明顯的影響是部署新組件和新配線架所需的額外時間和成本。同時，數(shù)據(jù)中心客戶還必須應(yīng)對額外的產(chǎn)品訂購和庫存成本。

相比之下，如果所有配線架組件基本上可以互換，并且設(shè)計為適配單個通用配線架，設(shè)計師和安裝商便能夠在更短的時間內(nèi)以更低的成本重新配置和部署光纖容量。同樣，數(shù)據(jù)中心客戶也能夠簡化其基礎(chǔ)設(shè)施庫存及相關(guān)成本。

用于實現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)升級的基礎(chǔ)設(shè)施支持

我們來總結(jié)一下：數(shù)據(jù)中心環(huán)境越復(fù)雜、越擁擠，向高速網(wǎng)絡(luò)的升級就越具挑戰(zhàn)性。當升級涉及到（最終）遷移至不同的光纖配置時，難度會相應(yīng)增加。這正是數(shù)據(jù)中心管理者所面臨的局面。如何從傳統(tǒng)的 12 和 24 芯部署過渡到更適合應(yīng)用的 8 芯、尤其是 16 芯扇出，將決定他們能否利用 800G 及以上的容量為組織謀福利，同樣也將決定他們在配線架上擁有的設(shè)計靈活性。

這些都是云端和超大規(guī)模設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)管理者現(xiàn)在正面臨的挑戰(zhàn)。從積極的一面看，康普已經(jīng)為實現(xiàn)更加無縫和高效的遷移掃清了障礙。