如何设计数据中心100G网络光纤布线

随着全球企业对带宽的需求呈指数级增长，数据中心需要升级以增强其计算、存储和网络能力。数据中心从10G/25G向100G迁移成为必然趋势。随着网络升级，数据中心的光纤布线系统也需要随之优化。本文将指导您如何设计数据中心100G网络光纤布线。

100G以太网的必要性

近年来，5G、云计算、大数据、物联网、4K/8K视频等新兴技术和应用的快速普及产生了海量数据，对带宽的需求也随之增加。此外，交换和路由、虚拟化、融合和高性能计算也对数据中心的网络速率提出了更高的要求。传统的1G和10G数据中心难以满足这些高带宽应用的需求。因此，数据中心需要向40G/100G网络迁移以应对当前和未来的海量数据处理需求。

随着数据中心网络的升级和扩展，规划严谨的布线基础设施至关重要。为了保证数据中心的长远发展，布线基础设施必须具备可靠性、可管理性和可扩展性。可靠的网络连接和日常便捷的管理可确保数据中心的日常正常运行。布线基础设施的可扩展性增强了数据中心支持未来应用带宽需求增长的能力。

Cabling Infrastructure

100G数据中心光纤布线设计的考虑因素

设计和构建高效、高性能的100G数据中心布线系统需要考虑布线基础设施的以下各个方面。

光纤类型

光纤类型的选择对100G数据中心的光纤布线设计有很大影响。单模光纤(SMF)适合长距离传输，可确保扩展链路的信号完整性，而多模光纤(MMF)适用数据中心内的短距离连接。光纤选择将直接影响传输性能、投入成本和未来可扩展性等因素。这决定了光纤布线基础设施的整体设计，进而影响整体设计是否满足100G以太网连接的特殊要求。

带宽

如果没有处理所有必要网络流量所需的带宽，数据中心就是不完整的。带宽是数据中心基础设施的核心组成部分。外部网络连接和内部数据中心拓扑都需要围绕足够的网络容量进行设计。

升级到100G，数据中心对更多带宽和更高吞吐量的需求显著增长。因此，数据中心布线基础设施需要具有支持高带宽的能力。

插入损耗

插入损耗是当前数据中心布线部署中的一个关键性能参数。它是由布线线路上的任何连接点（即连接器和接头）产生的。一般情况下，插入损耗越低，性能越好。插入损耗过高会妨碍链路远端的有源设备正确接收和解释信号。

在准备100G数据中心布线时，应评估所连接组件的插入损耗规格，以实现更大的灵活性。

光偏差

光偏差指光在光纤中传播时间的延迟。并行光学传输变得越来越重要。如果不同通道上存在过多的偏差或延迟，可能会发生传输错误。

因此，需要部署具有高偏斜性能的连接解决方案，确保光纤布线在各种应用中的性能和兼容性。

IEEE和TIA标准

标准在数据中心光布线系统中非常重要。从信息传输方式到所需设备，100G标准在各个方面都与其他各代标准不同。

IEEE标准定义了性能参数。其中IEEE 802.3ba以太网标准为使用多模和单模光纤进行100G传输提供了详细指导。

TIA标准定义了数据中心结构化布线系统的参数。它包含几乎所有内容的指导原则，包括数据中心设计、布线系统基础设施、空间和拓扑以及布线系统。

100G数据中心光纤布线设计解决方案

设计100G数据中心光纤布线解决方案需要采用全面的方法来确保可靠和高性能的连接。同时，方案还需要满足当前和未来的应用需求，支持可靠的网络连接和便捷的管理，以保证数据中心的长期运营和发展需要。以下是推荐的光纤布线设计方案，包括光纤布线系统和光纤选择。

结构化布线系统

100G数据中心设计的最佳实践是结构化布线系统，通过结构化布线互连或交叉连接，将大型EoR交换机连接到多个服务器，如下图所示。TIA-942标准中描述的结构化布线系统支持服务器之间的低延迟通信，并提供快速且经济高效的扩展所需的灵活性和可扩展性。

精选光纤布线解决方案

经过产品性能优化，基于MPO连接器的OM3与OM4光纤布线已成为100G数据中心光纤布线设计的理想方案。这一方案使得网络从25G向100G平滑升级的迁移工作更加便捷高效。OM3和OM4光纤均符合IEEE 802.3ba以太网标准，可提供100G数据中心结构化布线系统所需的高性能和可扩展性。

如下图所示，24芯MPO多模跳线可实现EoR叶交换机与数据中心服务器之间的100G连接。MPO跳线与预端接模块或面板相连，形成一个简单的即插即用布线系统。

除了支持网络升级至100G外，基于MPO连接器的OM3与OM4光纤布线解决方案还可满足100G数据中心在带宽、插入损耗和光偏差方面的要求。

带宽

针对850nm波长的传输，经过性能优化的OM3和OM4光纤有效模态带宽（EMB）分别确保了至少2000 MHz∙km和4700 MHz∙km的性能。采用基于MPO连接器的OM3与OM4光纤布线解决方案，数据中心的光纤基础设施能够符合IEEE、Fibre Channel以及InfiniBand等权威标准对带宽性能的要求。

插入损耗

MPO连接器具有高质量和低插入损耗的特点。基于MPO连接器的光纤布线系统可以满足数据中心100G传输所需的损耗预算。

光偏差

IEEE 802.3ba标准定义光学介质时滞为79ns。基于MPO连接器的OM3与OM4光纤布线解决方案经时滞测试验证符合严格的0.75ns时滞要求。