如何能夠?qū)崿F(xiàn)550 m距離的40 Gbs鏈路

本白皮書(shū)討論了Avago Technologies與最新一代的增強(qiáng)帶寬多模光纖配合使用時(shí)，如何能夠?qū)崿F(xiàn)550 m距離的40 Gb / s鏈路。它還討論了支持基于云的計(jì)算服務(wù)繼續(xù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中心的需求。此外，它概述了下一代增強(qiáng)帶寬光纖，例如Panduit的Signature核心布線系統(tǒng)，Corning電纜系統(tǒng)的Pretium EDGE或CommScope®SYSTIMAX®LazrSPEED®550光纖解決方案。

介紹

基于云的存儲(chǔ)和計(jì)算服務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)正在推動(dòng)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的物理大小和整體計(jì)算能力的擴(kuò)展。鏈接數(shù)據(jù)中心內(nèi)各個(gè)計(jì)算元件的高速數(shù)據(jù)互連通常由銅纜和多模光學(xué)解決方案的混合組成。銅制互連僅限于幾米的鏈路距離，最常用于在同一機(jī)架或機(jī)箱內(nèi)提供服務(wù)器到服務(wù)器或服務(wù)器到網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)連接。機(jī)架間和機(jī)箱之間的連接通常需要更大的覆蓋范圍和更高的帶寬，因此需要一種光學(xué)解決方案，并且可以通過(guò)基于VCSEL的并行光纖收發(fā)器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，Avago Technologies的eSR4 QSFP +收發(fā)器在300米的標(biāo)準(zhǔn)OM3多模并行光纖上以40 Gb / s的速度運(yùn)行。雖然300 m的最大鏈接距離足以滿足大多數(shù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的需求，但當(dāng)今的大型數(shù)據(jù)中心通常要求更多。本白皮書(shū)詳細(xì)介紹了Avago Technologies eSR4 QSFP +收發(fā)器與最新一代增強(qiáng)帶寬多模光纖（如Panduit®的Signature CoreTM布線系統(tǒng)，康寧電纜系統(tǒng)的Pretium）配合使用時(shí)，如何能夠支持550 m距離的40 Gb / s鏈路EDGE®和CommScope®SYSTIMAX®LazrSPEED®550光纖解決方案。

數(shù)據(jù)中心互連：多模與單模

數(shù)據(jù)中心核心的服務(wù)器通過(guò)一系列基于銅纜和光學(xué)互連的網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)。在典型的兩層數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)中，基于機(jī)架的刀片服務(wù)器連接到機(jī)架頂部訪問(wèn)交換機(jī)，而后者又連接到較大的聚合交換機(jī)。然后，匯聚交換機(jī)將提供與核心網(wǎng)絡(luò)的連接。

兩層數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構(gòu)（Enterasys數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)指南）

通常，服務(wù)器到機(jī)架頂部的交換機(jī)互連是通過(guò)以1 Gb / s至10 Gb / s的數(shù)據(jù)速率運(yùn)行的無(wú)源或有源銅纜布線提供的。但是，為了滿足具有10 Gb / s服務(wù)器互連的機(jī)架式交換機(jī)的上行鏈路帶寬和傳輸距離要求，需要基于光纖的并行光纖鏈路。IEEE 802.3ba物理層標(biāo)準(zhǔn)的40GBASESR4依賴于物理介質(zhì)的變體定義了4通道并行光學(xué)互連（每通道10個(gè)。3125Gb / s），可在OM3多模光纖上運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)100米的長(zhǎng)度。在此標(biāo)準(zhǔn)下，可以使用QSFP +光收發(fā)器和基于MTP連接器的并行多模光纖電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)40 Gb / s的交換機(jī)到交換機(jī)的上行鏈路。

具有增強(qiáng)帶寬光纖的多模鏈路擴(kuò)展

在考慮光纖互連的最大鏈路距離時(shí)，需要考慮由于電纜和連接器引起的光功率損耗，以及與光纖帶寬相關(guān)的信號(hào)損傷。當(dāng)以高于1 Gb / s的數(shù)據(jù)速率運(yùn)行時(shí)，光纖帶寬的損失變得尤為重要。衰減和帶寬損失可以歸為一個(gè)總體的“功率損失”，而這種功率損失最終限制了鏈路距離。圖2顯示了擴(kuò)展300 m的10 Gb / s以太網(wǎng)光鏈路的最大功率損失。

10 Gb / s以太網(wǎng)功耗懲罰（Panduit簽名核心白皮書(shū)WP-17）

該圖表清楚地說(shuō)明了因符號(hào)間干擾（ISI）造成的損失大于連接器損耗和光纖衰減損耗的總和。事實(shí)證明，符號(hào)間干擾的大小與光纖帶寬密切相關(guān)。

Avago Technologies已與多家業(yè)內(nèi)頂尖的光纖電纜制造商合作，提供40 Gb / s多模光纖鏈路解決方案，保證在550 m的鏈路距離下以BER小于1e-12進(jìn)行工作。當(dāng)與Avago Technologies AFBR-79EEPZ QSFP + eSR4收發(fā)器配合使用時(shí)，Panduit，Corning和Commscope均使用增強(qiáng)型電纜系統(tǒng)在超過(guò)500米的距離上均展示了無(wú)錯(cuò)40 Gb / s鏈路。