康宁通信大众化区企业网技术市场经理房毅:《数据中心光纤系统未来之路》
三个小主题:第一个对行业目前的探讨;第二在数据中心规划建设方面,我们基础设施有怎样的转变和当前的状态。第三分析在数据中心建设和规划方面,怎么样选择一些最高最优化的方式来构建我们的数据中心。
第一对行业的需求,不论大家从事数据中心哪一个专业系统,实际上认识是大家共有的。对信息、信息的需求量是越来越明显,越来越大。从网络的发展,大家也能够非常简单,非常清晰得到这样一个理念。从图上看到,早期以太网的建设、标准出现到目前最新100G的标准,我们200G、400G以太网标准也在建设当中,发展是非常非常迅速。目前这个标准已经行业存在的,有些是在发展的。目前到了40G和100G行业标准,最新200G、400G行业相关都正在做一些研究。
在整个数据中心发展研究当中,跟网络有关的是网络设备。我们通过两张图表给我们这样一些信息。第一网络交换机,交换机是网络当中最重要的一个设备。网络交换机的端口和带宽的需求代表了介质的需求,应用基础设施约束的类别和种类。大家通过图片可以看到,在2014、2015年得出一个数据,网络产生一个非常明显的需求。早期万兆可能出现一个相对平稳或者停滞的一种状态,大家从图上可以看得到,40G也会处于相对平稳的状态,不会上升的过程。需求量更大的话,可能100G甚至更高的速率的需求,相应设备也会做出一些变化和调整。
除了网络交换机之外,就是服务器端口跟我们服务器相互呼应。我们拿到数据显示出来,在2015年左右服务器端口主要是万兆为主,新的行业标准正在做一些。这周正在看到新的是52G和50G,单通道的行业标准已经差不多要推出。在这种情况下,其实我们可以看到,未来200G和400G更多基于25G和50G多通道的负用。我们得到信息在未来20G、40G、50G这样一个通道会逐渐慢慢呈现一个上升的趋势。
在整个光纤应用当中,大家都知道在整个高速运行当中,早期低速率的时候,在使用单一的光纤采用单波长的信息方式。随着信息需求量,带宽两又不能提供更高要求的时候。我们目前在光纤上使用的复用技术,这个复用技术,用多个波长实现容量的扩张。第二张图并行光学的应用,也就是在每一个通道速率不能得到提升的情况下,可以采用多采用复用技术,从而达到更高的带宽。这两种方式在整个光纤通信行业当中都是采用的,而且是相应的技术出现。
由于在数据中心,大家多合光纤是我们应用主要方式。不管WDM还是并行光学,实际上单模还是多摸都可以实现,在数据中心是多模为主。在多模光纤上怎么样使用这样的技术提升我们的贷款,达到的传输熟虑的提高。
在当前多模光线设计当中有两个标准:第一个两芯标准的,目前行业并没有给明确的定义,但是实际工程应用当中有这么一个用法,在移动光纤上可以通过多波长的使用提高传输速率。第二在目前的以太网等都有明确的定义,包括2010年出现的标准,今年出现HT新标准,我们怎么支持在多芯光纤上多传输技术。
现在相关行业标准正在做类似于OM5光纤,但现在还没有OM5这个名字。我们怎么通过多波长实现光纤传播速率。我们现在的40G实际应用当中,就是怎么向未来40G、100G过度方式。通过多波光纤和更多光纤复用,比如每一对光纤实现10G、20G速度,可以在40G光纤达到这个应用。
除了以太网之外,光纤通道也是在数据中心当中重要的两类网络应用之一,一个是以太网,一个是通用网络。同这个数据可以看出来,不光是以太网,在发表当中也是有类似的发展路径。也就是说未来会沿着两芯或者四芯的方向用。现在都是以两芯就是8GFC、16GFC,下面可能是32GFC或者12GFC,未来可以向更多比如64G、128G等更多的路径。
在数据中心当中基本所有从业的专业人士大家都知道,在光纤采用非常少的,都是少的安装方法。给的图负责简易,在描述方面工厂在建设方式的做法。基于这么一个系统,目前大家都知道通常都是采用12芯MPU的接头做转化,转成两芯的接头。我们对这个是非常新的,不管是2芯、四对12芯,都是以两芯作为一个基础。不管12芯、24芯、32芯、48芯等都会到2芯、8芯、12芯、24芯。后面我们也做了一个对比分析。
除了正常12芯、24芯或者8芯使用,网络架构正在进行演变,这个演变主要跟前面讲的嘉宾也提到有关系。其实网络这种动态性在逐渐增强,网络架构主要应和网络附载均衡或者平衡我们处在能力而发生的。网络的演变就是由早期,比如从三层的网络结构逐渐向扁平化趋势发展。扁平化的结果带给给我们布线系统,因为布线为网络做服务。网络也会发生变化,可能网的扁平化导致光纤的使用量远远超过我们预期,可能在同缆方面逐步减少,更多是使用机柜内短距离的连接,通常主干连接通常光的系统。
我们做了统计,通过下面的比例做了统计。比如早10年数据中心同缆做到80%,现在比例正好翻的一个。现在看到数据基本再一个数据当中,光纤的使用量达到2/3,或者达到80%左右。这个数据来自交换机、以太网或者带宽速率需求。这里面提到一个数据,交换机对40G、16G通道需求增加,光纤的使用量自然而然就会得到更大的扩展。
分析关于行业背景一些标准,还有网络结构,网络对于速率需求的变化。我们看到了第三个,就是怎么样思考或者考虑我们在构建数据中心选择我们,或者评估网络基线性。
就是对布线成功考量,在任何技术发展和演进当中。我给大家展示,在通常通信当中作为一个常规的演化周期,在我们使用两芯技术和四对光纤技术方面是有一个选择,这个选择是基于收发器的状态。我们给出这个接收器,在4-5年生命周期会呈现这么一个变化。两芯是基于现有的光纤技术,具体不能花时间分析细节。我们采用比较新的技术,两芯的光纤实现传输,必须要采用比较新型的收发技术,如果大家考虑一个成本考虑,会考虑两芯的技术,这个综合成本比较低的。
不光考虑网络成本,也考虑了其他成本,做了一个分析对比。基于单模和多模,我们给大家做了一个成本对比,对比下来。在使用100G多模,这个是结论。从目前来看,考虑未来的应用,我们认为基于多芯光纤应用技术,多模技术经济性是最好的。
刚才给大家提一个图,这个图有2芯、8芯、12芯、24芯等等,同行业说为什么早期用12芯,这是历史上12芯一个延长。实际历史上最优化12芯并不是最优化,我们分析出一个过程。比如光纤利用率方面,如果未来都使用8芯系统,很明显12芯不是最优化,会有浪费的图表。把所有12芯、8芯、24芯做了一个对比,通过对比认为8芯多模系统,对于未来不论2芯、4芯400G适用率是最高的。通过这个表给出一个结论就可以的,给大家做出的建议,认为多模的8芯系统是我们当前和未来发展方面,适用性是比较高的,也就是说它是最优化的。
同时做了另外一个图的分析。大家已经提到的以太网数据通信,在数据中心面临两类的网络应用,这方面也可以看得出来8G系统是最优化,光纤的使用效率和可用性方面都是最高的。
第三还有一个非常重要的,在网络设备应用方面都是以8、16、24、32为基础的。这样的基础其实也碰到客户在使用当中的不方便。在使用当中会有使用匹配的一些顾虑,在真正使用当中会发现有一些光纤使用率不高,会存在浪费的问题。也就是端口的映射,我们都是很容易查到数据。在现有的系统当中,可以看到所有跟设备相关,基本上都是86、32等为基础的。基于这样一个端口配合,当然使用8芯光纤在配合使用方面效果是最好的,或者是最优化的。这个图表可以看到,这方面是绿的,并非最优化的可能性出现。
总而言之,在整个数据中心跟光纤发展有关,我们认为数据中心带宽需求、网络速率要求是非常明显的,光纤的使用率大家也是有目共睹得到非常快速的提升。在系统构建提升和方面跟我们系统有非常密切的关联,在未来发展方面,我们认为2芯和8芯在光线路线技术方面发展的主要方向。
大家在使用光线系统的时候,或者选择光线系统的时候,要充分考虑到当前和未来的应用。最后几个图片也帮大家分析,8芯的光纤系统向未来系统扩展,或者我们的光纤使用效率和端口映射方面,都带给大家非常好的便利性和优化。
最后一章介绍,作为康宁公司是整个行业当中一个创新的领导者。这是我们的今年7月份在全球统一发布的8芯系统,是目前行业的第一家,整个系统是全部是8芯。这样用户在使用这样一套系统,可以更好满足现在和未来系统扩展的使用。其实创新是无止境的,当时在下面跟行业几个朋友聊天提到,OM5光纤现在有这个名字,但是这个名字现在不存在。现在新型光纤叫宽带型的WBMMF光纤,这个工作预计2016年初形成这么一个标准。这个标准是兼在3和4的情况下,把带宽做了更高的扩展,这个扩展并不是光纤原来波长的扩展,是在光纤使用过程中做了扩展。它将来的波长可能更宽,不可能限于现在的850nm,可能是880nm而,可以非常容易实现100G传输,我们技术不久待到市场上,便于用户更多的选择。是使用宣传的MS光纤,还是面向未来的更多宽带型的应用光纤。
让用户选择光纤提供用户的初衷,也是希望大家更好把现有系统和未来的活动作为一个非常简单,非常平滑的一个升级。